Патенты USA , convertiplane

Дело в том, что никто, кроме известного всем, не обладает абсолютным знанием, следовательно нет универсальной формулы чего бы то ни было.

Дело не в том, что надо найти философский камень, который все объяснит, и даже не стоит вопрос вывести одну единственную формулу для всех и вся.
Речь идет о том, что если в формуле стоят необъяснимые и странные коэффициенты, то такая формула имеет ограниченную зону применения, причем с допустимой ошибкой.
Но физика знает несколько примеров формул, которые не содержат странных коэффициентов.
Например:  R=U/I ;  или  V=S/t;    или     F=a*m.
И как ни странно эти формулы верны и в Америке, и в затерянной в Африке республики Мумба-Юмба.
 
а есть ещё активные турбины, в них давление на входе и выходе одинаковы. Так что тут Вы не правы.

Возможно я и не прав.
Но возникает резонный вопрос, почему до сих пор не "добывают" из выхлопной трубы дополнительную мощность? У меня есть пока один ответ. Очевидно, что это не возможно. Это у меня нет полных знаний по ДВС, дизелям и всевозможным турбинам, но существуют и доки в этой области. Они то чего не применили такой простой принцип повышения мощности двигателей задаром, ну просто из выхлопной трубы?
Надеюсь, что Вы не скажете, что все они, спецы в своём деле, глупее Вас? 😉
 
Уважаемый, ну надо, хотя бы в общих чертах, представлять принцип/режим работы того устройства про которое спорите. Никакое давление из цилиндра турбина не крадёт, сколько можно повторять!

В общих чертах я представляю работу поршневого двигателя, будь то он ДВСом или дизелем.
С одной стороны на поршень давит повышенное давление, а с обратной стороны на тот же поршень давит другое давление. Скажем давление в выходном канале, который упирается в турбинку турбонаддува или в турбинку крутящую электрогенератор. А уж потом на выходе стоит или не стоит глушитель, и только потом все это соединяется с окружающей атмосферой. И на каждом кусочке этого пути существует перепад давления.
Так поршень движется только из за разницы давления над и под поршнем.
Даже в простой трубе наблюдается перепад давления по причине сопротивления прохождению выхлопных газов.
Очень такое примитивное представление о всяких там двигателях. Ну разве что еще руками кое что покрутил, раскрутил, собрал, пощупал и настроил.
 
Целесообразнее таскать компактный вентилятор с мощным движом который работает на подъемном режиме 5-6 минут,

Сравним два варианта, мой и Ваш.
У меня планируется диаметр 6,4 метра,у Вас нарисован диаметр 1,5 метра. Ну очень грубо Вам надо повысить мощность на взлете в     6,4/1,5 = 4,3 раза.
У меня только на несущий винт тратится 120л.с..  Вам потребуется на 5 - 6 минут взлета :   120*4,3 = 516  л.с.
Это же двигатель должен хоть 5 минут развивать такую мощность. Большеватый и тяжеловатый получится. Теперь посмотрим сколько горючки потратим за 6 минут взлета и 6 минут посадки. Итого 12 минут работы при увеличении потребления горючего примерно в 4,3 раза. Получается эквивалент спаливания 120 сильным двигателем в течении 12*4,3 = 52 минуты. Лихо получается, взлет - посадка равна часовой работе двигателя в горизонтальном полете. Если применить какой либо реактивный двигатель, то это выльется в копеечку (шибко они дорогие). Иначе другой двигатель будет неподъемным. Вот и упираемся в проблему бесполезности применения таких маленьких винтов.
 
Целесообразнее таскать компактный вентилятор с мощным движом который работает на подъемном режиме 5-6 минут,

У меня стоит задача не только вертикально взлететь, быстро долететь и потом вертикально сесть. Я стараюсь спроектировать одновременно и хорошо летающий вертолет для выполнения чисто вертолетных режимов. Скажем зависание над объектом на время более 5 - 6 минут, медленное патрулирование или следование за перемещающимся объектом, скажем за человеком. Многократных взлетов и посадок в течении одного полета. Ну и чего нибудь ещё специфического.

а не таскать над макушкойтяжелый несущий винт, создающий к тому приличное лобовое сопротивление,

А какое интересно по Вашему мнению несущий винт создает [highlight]"приличное лобовое сопротивление"[/highlight] ?
 
Так что ваш Эверест форменный автожир с прыжковым взлетом а не конверотплан .

Этот момент уже пройден и найдены решения для компенсации реактивного момента от несущего винта.
Так что получается взлет чисто по вертолетному.
 
У меня только на несущий винт тратится 120л.с..Вам потребуется на 5 - 6 минут взлета : 120*4,3 = 516л.с.
Необходима тяга примерно в 600 кг. М-14 в 360 л.с развивает 700 кг с двухлопастным винтом диаметром 2.4 метра.
300 сильный соосный импеллер с продуманным воздушным трактом,  думается позволит снять тягу порядка 600 кг. Горизонтальная же скорость будет  больше чем у вас -потому что в ГП это чистый самолет без воздушного тормоза в виде несущего винта, да еще и с большой нагрузкой на крыло
 
У меня только на несущий винт тратится 120л.с..
олучается эквивалент спаливания 120 сильным двигателем в течении 12*4,3 = 52 минуты. Лихо получается, взлет - посадка равна часовой работе двигателя в горизонтальном полете. Если
удельный расход возьмем 200гр/л.с час

то у вас 120х0.2=24 кг в час

а у меня (пусть 400 л.с будет) 400х.02=80 кг.

А так как для конвертоплана в течении одного полета впролне достаточно 30 мин на вертикальные режимы-это 40 кг топлива
У вас 12 кг.

Разница в  28 кг. какой ужос
 
Они то чего не применили такой простой принцип повышения мощности двигателей задаром, ну просто из выхлопной трубы?
Да давно уже применяют(массово с 30-х годов прошлого века и как раз в авиации) в подавляющем большинстве в виде турбонаддува, по причинам ранее озвученным.
В общих чертах я представляю работу поршневого двигателя, будь то он ДВСом или дизелем.
Дизель - это ДВС! Но это так, к слову. 🙂
С одной стороны на поршень давит повышенное давление, а с обратной стороны на тот же поршень давит другое давление. Скажем давление в выходном канале, который упирается в турбинку турбонаддува или в турбинку крутящую электрогенератор.
Я устал повторять, но могу ещё раз: Повышенное давление, из-за которого происходит работа по перемещению поршня и вращению коленвала или, по другому, работа расширения газа совершается в ЗАКРЫТОМ цилиндре, при закрытых клапанах! О каком противодавлении со стороны выхлопной системы В ЭТОТ МОМЕНТ(такт) Вы постоянно твердите? 😱
Давлление же под поршнем(в картере) сколько-нибудь значительно изменяется лишь в одно - (иногда двух - движок "Оки" например) цилиндровых движках и то, с этим борются(при необходимости) устройством вентиляции картера, а иногда и нет, т.к. работа затраченная на сжатие воздуха в картере возвращается на стадии выпуска/сжатия(газ в картере расширяясь "помогает" выталкивать газы и/или сжимать смесь). В 2-тактниках эту особенность ещё частенько юзают в качестве подпоршневого компрессора для продувки цилиндра воздухом/смесью, причём в двух и более цилиндровых приходится для этого изолировать подпоршневые области друг от друга.
Сопротивление выпускной системы начинает играть рояль после открытия выпускного клапана/окна, когда РАБОТА газа по перемещению поршня УЖЕ законченна и движок продолжает крутиться лишь по инерции, за счёт маховика. Так что никакое рабочее давление турбина у поршня не крадёт! Увеличение сопротивления на выпуске из-за установки турбины ухудшает очистку и наполнение цилиндра, оказывает влияние на подогрев заряда и пр. Но ровно тоже самое делает и глушитель! По-этому, установив турбину и используя её не для наддува, а каким-то другим образом(генератор, привод на вал и т.д.) можно компенсировать это(не говорю, что в полной мере) СНИЖЕНИЕМ сопротивления глушителя(выломать пару перегородок в нём, установить прямоток или ещё как). При использовании турбы для наддува вышеперечсленные недостатки компенсируются повышенным давлением на входе и возрастанием мощности, за счёт сжигания большего кол-ва топлива в единицу времени. Уменьшать сопротивление глушака при этом не нужно, а иногда даже придётся его увеличивать(для сохранения того же "дотурбового" уровня шума), т.к. кол-во газов увеличивается. Послушайте два авто с условно "одинаковыми" движками, только один турбированный. а другой - нет. Турбированная тачка рычит как правило громче.
Ещё раз хочу сказать- турбина повышает КПД ДВС ВНЕ зависимости от того как Вы доп.энергией, полученной в турбине, распорядитесь. Но, как и везде, нужно грамотно построить систему. А то Вас послушать, так и паровой компаунд должен иметь более низкий КПД, чем одноцилиндровый собрат, и ГТД в двумя/тремя/n ступнями тоже. Исторический опыт и терия свидетельствуют об обратном. Неприменение, массово, второй турбины низкого давления, например в ДВС, объясняется большей сложностью/дороговизной/массой и пр. Люди/концерны/етц. просто не хотят заморачиваться, ИМХУ.
Вы же поставили себе задачу выжать движок досуха - Вам и карты в руки. Тем паче, что ничто не мешает установить Ваши ТЭ после второй турбины-генератора. Температура как раз будет почти рабочая для них. Правда втиснуться в такой аппарат уже будет затруднительно. ИМХУ. 😉
 
Необходима тяга примерно в 600 кг. М-14 в 360 л.с развивает 700 кг с двухлопастным винтом диаметром 2.4 метра.
300 сильный соосный импеллер с продуманным воздушным трактом,думается позволит снять тягу порядка 600 кг.

Основных законов физики никто не отменял. Особенно закона реактивного движения.
Опять посчитаем.
Делим диаметр 2,4 метра на Ваш диаметр 1,5 метра и получаем уменьшение тяги в    2,4/1,5= 1,6 раз меньшую. Или в килограммах   700/1,6= 437,5 кг. То есть получается удельная тяга равна 437,5/360 = 1,2152 кг тяги на каждую лошадиную силу. Вы планируете двигатель мощностью 300 л.с..
В этом случае Вы получите тягу равную      300*1,2152= 364,583 килограмма.
А сколько все же необходимо приложить мощности для достижения тяги в 600 кг.
Опять считаем. Получим:     600/1,2153=601,22 л.с. Вот и всё кино. Поздравляю. Вместо одного двигателя 300 л.с. поставите ДВА по 300 л.с. :'(
Что интересно, так это то, что соосный импеллер как раз и не даст прироста тяги по причине самого канала в котором заключены эти два воздушных винта. А в соосных вертолетах с открытыми сбоку несущими винтами тяга двух винтов заметно меньше суммы тяг двух отдельно взятых винтов.
 
а у меня (пусть 400 л.с будет) 400х.02=80 кг.

И что это за двигатель с потреблением 0,2 кг горючего на одну лошадиную силу в час?
Ссылочку хочу, чтоб самому поумнеть.
И еще замечу, что 400 лошадями Вы не обойдетесь на взлетном режиме.
Прикидочный расчет увеличивает табун до 601 кобылы. Смотри пост №411.
Даже если поверить в Ваш сверхэкономичный двигатель, то потребуется уже 60 кг топлива на взлет-посадку. Отнимем мои 12 кг и получим 48 кг. На этом количестве горючего я пролечу на ДВА часа больше. 😀
 
Да давно уже применяют(массово с 30-х годов прошлого века и как раз в авиации) в подавляющем большинстве в виде турбонаддува, по причинам ранее озвученным.

А я с этим даже и не спорил. Даже высказался как повышается мощность за счет турбонаддува. Только не за счет прямого соединения вала турбины с валом двигателя, а за счет увеличенного впрыска топлива. Тут нет ни каких нарушений законов физики. Больше сжигаем топлива - больше мощность.
 
Я устал повторять, но могу ещё раз: Повышенное давление, из-за которого происходит работа по перемещению поршня и вращению коленвала или, по другому, работа расширения газа совершается в ЗАКРЫТОМ цилиндре, при закрытых клапанах!

Соглашаюсь с Вами. :-[
По-этому, установив турбину и используя её не для наддува, а каким-то другим образом(генератор, привод на вал и т.д.) можно компенсировать это(не говорю, что в полной мере)

Тут беда в том, что выбранный мной дизель уже является двухтактным, с турбонаддувом, без глушителя и очень тихий. Скорее всего те проектировщики очень хорошо поработали если вес дизеля со всеми причиндалами составляет 85 килограмм при 150 лошадиных сил.
Вторая засада в том, что при изменении режима двигателя, даже и формально, можно потерять всякие гарантии на обслуживание того дизеля.
Вот поэтому я как то стараюсь снять мощность как бы со стороны двигателя.

Тем паче, что ничто не мешает установить Ваши ТЭ после второй турбины-генератора. Температура как раз будет почти рабочая для них. Правда втиснуться в такой аппарат уже будет затруднительно.

Потому то я и пытаюсь сначала посчитать, стоит ли городить этот огород.
Но ни данных, ни самих полупроводниковых элементов у меня нет. :-[
 
Основных законов физики никто не отменял. Особенно закона реактивного движения.
Опять посчитаем.
Делим диаметр 2,4 метра на Ваш диаметр 1,5 метра и получаем уменьшение тяги в2,4/1,5= 1,6 раз меньшую. Или в килограммах 700/1,6= 437,5 кг. То есть получается удельная тяга равна 437,5/360 = 1,2152 кг тяги на каждую лошадиную силу. Вы планируете двигатель мощностью 300 л.с..
В этом случае Вы получите тягу равную300*1,2152= 364,583 килограмма.
А сколько все же необходимо приложить мощности для достижения тяги в 600 кг.
Опять считаем. Получим: 600/1,2153=601,22 л.с. Вот и всё кино.
Режиссер плохой. При D=1.5м легко получают 2.5-3 кг/л.с. То есть к примеру при 30 л.с, тяга на месте 75-90 кг. А бывает и 120 кг.

Избыток крутящего момента при 300 л.с и D=1.5 метр сымает соосность и   количество лопастей,  то есть по 150 л.с  на один многолопастной вентилятор.
Потерь при соосности нет
 
А в соосных вертолетах с открытыми сбоку несущими винтами тяга двух винтов заметно меньше суммы тяг двух отдельно взятых винтов. 
Говорю же. вам учится и учится в Авиации

Тяга соосного винта на 20-30 % больше,чем суммарная тяга его переднего и заднего винтов,установленных по отдельности .

Если не верите , советую почитать про эффект Бартини

Размещение соосника в грамотном канале может еще более увеличить тягу
 
Говорю же. вам учится и учится в Авиации

Тяга соосного винта на 20-30 % больше,чем суммарная тяга его переднего и заднего винтов,установленных по отдельности .

Если не верите , советую почитать про эффект Бартини 

А что пишут остальные про соосную систему?
Читаем.
"Верхний и нижний винты в соосной схеме разнесены по вертикали для исключения схлестывания лопастей. Верхний винт засасывает воздух из безграничного пространства и создает струю, отбрасываемую на нижний винт. Воздействие спутной струи верхнего винта вызывает уменьшение угла атаки и соответственно, подъемной силы нижнего винта. Вследствие сужения нисходящего потока, отбрасываемого верхним винтом, концевые участки лопастей нижнего винта работают на режимах, аналогичных верхним лопастям, при этом, концевые участки лопастей нижнего винта засасывает некоторое количество воздуха из окружающего пространства. Соосный НВ вовлекает в движение воздушную массу на 20 % большую, чем НВ вертолета одновинтовой схемы. Поскольку воздушный поток верхнего винта закручен в сторону, противоположную вращению нижнего винта, окружные скорости обтекания сечений лопастей нижнего винта возрастают на величину скорости закрутки, что улучшает аэродинамическую эффективность соосной схемы. Аэродинамическая эффективность соосного винта всегда на 3…10 % выше, чем у НВ вертолета одновинтовой схемы.

Диаметр соосного НВ несколько меньше чем одновинтового, поэтому, в режиме висения при равных условиях, соосный вертолет требует на несколько большей мощности двигателей, чем одновинтовой. Практически же отсутствие РВ и хвостовой трансмиссии обеспечивает соосному вертолету значительно меньшую массу собственной конструкции и большую массу полезной нагрузки при равной с сопоставимым одновинтовым вертолетом полетной массе, а отсутствие затрат мощности двигателя на привод РВ (на одновинтовых вертолетах затраты составляют около 10 % от мощности двигателей) – больший статический потолок при одинаковой мощности двигателей и полетной массе. При висении на одинаковой малой высоте от ко­лес шасси до поверхности земли, положительное вли­яние воздушной подушки оказывается меньшим, чем для одновинтового вертолета, что объясняется более высоким расположением в целом соосных НВ, и боль­шим экранирующим влиянием фюзеляжа. В режиме горизонтального полета на высокой скорости соосный НВ имеет большее лобовое сопротивление, чет одновинтовой НВ, что снижает максимальную скорость полета вертолетов соосной схемы."

Заметьте что пишут о соосной системе и почему это именно так.
 
Режиссер плохой. При D=1.5м легко получают 2.5-3 кг/л.с. То есть к примеру при 30 л.с, тяга на месте 75-90 кг. А бывает и 120 кг.

Приведите конкретные примеры лёгкого получения удельной тяги в 2,5 - 3 кг/л.с.
Мне будет очень интересно, так как компьютерные программы расчета этого не дают.

К тому же при увеличении числа лопастей эффективность воздушного винта несколько снижается.

И если Вы смогли прочитать почему соосный винт имеет превышение тяги по сравнению с одиночным несущим винтом всего на 3 -10%, то похороните мысль что соосный импеллер будет обладать большей тягой по сравнению с одновинтовым импеллером.
 
Есть такая эмпирическая формула расчета воздушных винтов(И несущий тоже можно посчитать). В формуле кстати учтено, что тяга зависит линейно от скорости отбрасываемой струи, а энергия квадратично. То есть чем меньше скорость отбрасываемого воздуха  и чем больше диаметр, тем больше КПД(для стат тяги).

Тяга кг = 7.5 *(ND)^2/3
Где N л.с
D-м

Например при 1.5 м и 30 л.с тяга равна по формуле 95 кг(3.16 кг/л.с). что в приниципе часто видим в реальности

Обороты  при этом должны быть

тыс/мин=1.6*(N/D^5)^1/3 или  2530 об/мин

При 150 л.с и D 1.5 м получаем 277 кг( уже 1.85кг/л.с, так как невыгодно с большой скоростью отбрасывать мало воздуха)  и  4300 об/мин, но тут окружные скорости получаются 337м/сек, поэтому уменьшаем обороты, но добавляем дополнительные лопасти.

2х277=554. Плюс 20 % Эффект Бартини=665 кг,плюс кольцо-все 750 кг
 
Назад
Вверх