Самолёт Шагман-1.

[Хboct]

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1283974715
немного разбирали воздушное охлаждение. может пригодится

 

[SinglFather]

Хорошо изложено и всё понятно.
Однако нормально продуваться в направлении, перпендикулярном оси вращения коленвала будут только головки. Между цилиндрами очень маленькое расстояние и очень неглубокое оребрение, практически есть только щель около 8 мм. У других двигателей не так. В частности у РМЗ-640 между цилиндрами большое расстояние и хорошее оребрение.
Если спереди и сзади двигателя стенки кожуха прижать к цилиндрам, то поток воздуха  по оребрениям цилдиндров сильно сократится. А со стороны выпуска вообще будет зона перегрева. Это особенность РМЗ-500 и Rotax-503.  Эти двигатели при принудительном охлаждении продуваются со стороны выпуска, и поэтому происходит эффективное охлаждение и более-менее равномерная температура цилиндров по всей окружности.
Получается, что нужно хорошо  продувать цилиндры со стороны выпуска, т.е. в данном случае нет другого варианта для эффективного охлаждения как продувка вдоль оси двигателя. В данном случае от переднего цилиндра к заднему.
Ситуация явно не стандартная. Отработанной схемы охлаждения РМЗ-500 набегающим потокам я не нашел.

На снимке тоже РМЗ-500, только оребрение головок другое. Хорошо видна форма оребрения цилиндров.

 

[KAA]

А ссылочка есть?

Дайте ссылочку, самому найти не удается

Увы, давненько видел их в журналах Sport Aviation и каталоге CPS (California Power Systems) 🙁
Посмотрел сайт CPS, нынче уже нет ничего,как и 503-х,впрочем....

 

[Lapshin]

Я уже вряд ли стану продолжать дискуссию - на то, чтобы нарисовать направляющий кожух в масштабе, т.е. фактически спроектировать систему охлаждения, я явно не имею времени (а, в общем-то - и желания): по-любому Вам придется сделать это самостоятельно; учитывать, либо нет, высказанные принципы - также дело Ваше.

Ситуация явно не стандартная. Отработанной схемы охлаждения РМЗ-500 набегающим потокам я не нашел.

Я примерно так и подумал, увидев Ваши картинки.  Думаю, Вы справитесь с задачей; полагаю - многие из Ваших опасений преувеличены: ведь и с такими кожухами ничего драматического с Вашим мотором не происходит ( попробовали бы позволить себе такую вольность с Лайкомингом, или тем же М-14 - и до взлета дело не дошло бы), хотя пластиночки, отклоняющие поток, но не прогоняющие его сквозь оребрение, ни в какое сравнение со сформированными воздушными каналами не идут. Насчет расстояния между цилиндрами - это ничего не меняет: если оребрение двух цилиндров было бы общим - было бы еще лучше. Вот с пластинкой-дефлектором, похоже - засада: в масштабе фланцы выхлопного коллектора оказались больше, чем я ожидал и ее ставить некуда. Зато выхлопной коллектор сам выполняет роль дефлектора.
     Самое главное - поймите, что воздух, прошедший мимо охлаждаемых поверхностей, не коснувшись их - бесполезен, и зазор между кожухом и оребрением, хотя и увеличивает расход воздуха, общую эффективность охлаждения лишь ухудшает. А максимально приблизив входное отверстие кожуха к плоскости воздушного винта ( еще лучше сделать "губу" радиусом миллиметров 6...8 по его периметру), думаю, проблему охлаждения можно решить с запасом. Вот, посмотрите, какие маленькие входные отверстия у 95-сильного мотора при правильных дефлекторах - перегревы при Т= 30 градусов замечены не были.
    

 

[Pisman]

Продуваем действительно от карбюраторов к выхлопному коллектору - и это правильно: карбюраторы не греются зря;это направление задано и направлением ребер головок цилиндров. 

Уважаемый Владимир Павлович
Вы неправы в корне.
продувать нужно обязательно от стороны выхлопа к стороне карбюратора. это азбука. от более горячего к менее. в противном случае цилиндры охлаждаются сильно криво с очень плохими последствиями.
а на карбюраторы теплый воздух просто не должен попадать. любым способом.

 

[SinglFather]

Самое главное - поймите, что воздух, прошедший мимо охлаждаемых поверхностей, не коснувшись их - бесполезен, и зазор между кожухом и оребрением, хотя и увеличивает расход воздуха, общую эффективность охлаждения лишь ухудшает.

Это понятно, но и препятствия на пути движения воздуха тоже ухудшают охлаждение. Там где маленькое сечение потока - эффективность высока, но затем, попав в зону большего объема (к выпускным коллекторам) поток теряет скорость и эффективность его падает.

А вообще-то нужно подумать.  Задача, в принипе, решаема.

P.S. Но, всё же дуть нужно со стороны выпуска, - уменьшение тепловых деформаций цилиндра увеличит ресурс поршневой. Мешает только направление оребрения головок, в остальном проблем не вижу.

 

[Lapshin]

Вы неправы в корне.
продувать нужно обязательно от стороны выхлопа к стороне карбюратора. это азбука. от более горячего к менее. в противном случае цилиндры охлаждаются сильно криво с очень плохими последствиями.

Да - кто бы мог подумать: Вы меня вразумили.
Только как быть с Лайкомингами, Континенталями и пр., где обдув цилиндров зачем-то сделан сверху вниз - и выхлопной коллектор почему-то омывается потоком, уже прошедщим сквозь оребрение : казалось бы, чего проще сделать по-Вашему.
Не принимается - голословно и неубедительно.

 

[Alex_520]

Владимир Павлович!

За Лайки ничего говорить не буду, а вот Континенталь IO-360ES при обдувке горшков сверху иногда (на предпосадочном  планировании на режиме МГ) выдаёт весьма интересное явление - шоковое переохлаждение горшков при одновременном перегреве масла (так как маслорадиатор у него расположен горизонтально на картере позади шестого цилиндра и обдувается при этом не очень хорошо).

А в одной очень умной книжке для американских самоделов-авиаторов были подробно изложены принципы продувки оппозитных движков.

И наилучшим там был признан вариант, который используется на поршневых Твин Коммандерах, когда воздух в систему охлаждения горшков подаётся СНИЗУ, а выводится СВЕРХУ мотогондолы. При этом и выхлопные коллекторы неплохо охлаждаются и температурные поля более равномерные получаются.

Обратите внимание ГДЕ расположены "ноздри" воздухозаборников относительно оси вала безредукторного двигателя

 

[Lapshin]

Там где маленькое сечение потока - эффективность высока, но затем, попав в зону большего объема (к выпускным коллекторам) поток теряет скорость и эффективность его падает.

Там, где малое сечение канала, скорость действительно максимальна - но и площадь оребрения самая малая. По мере торможения потока и омываемая поверхность увеличивается - так, что, в итоге - то на то

А вообще-то нужно подумать.  Задача, в принипе, решаема.

Я, собственно, к этому и призываю: на практике результаты никак не будут зависеть от настойчивости наших утверждений - это объективная реальность. Я и пишу, чтобы можно было полнее представить себе картину течения

P.S. Но, всё же дуть нужно со стороны выпуска, - уменьшение тепловых деформаций цилиндра увеличит ресурс поршневой. Мешает только направление оребрения головок, в остальном проблем не вижу.

На самом деле, большой разницы - дуть ли со стороны коллектора, или карбюраторов, нету (я уже говорил, что разница температур потока перед и за прохождением мимо цилиндров, очень невелика и умозрительно ей придается куда большее влияние, чем она того заслуживает.
Но направление ребер головок цилиндров является определяющим: собственно, все, сказанное мною выше, и было обусловлено именно их расположением; можно подавать воздух и со стороны коллектора, но тогда придется направлять поток сзади-справа вперед-влево - или разделить два потока по высоте, направляя через головки в направлении, о котором я говорил, а через оребрение цилиндров - во встречном ( не думаю, что это лучший выход - хотя и вполне работоспособный).
А тепловые деформации - посчитайте, насколько деформируются детали при нагреве от температуры среды до температуры выхлопных газов, и насколько - на два десятка градусов относительно нагретых: это, простите, и во внимание принимать не стОит. 

 

[Lapshin]

И наилучшим там был признан вариант, который используется на поршневых Твин Коммандерах, когда воздух в систему охлаждения горшков подаётся СНИЗУ, а выводится СВЕРХУ мотогондолы. При этом и выхлопные коллекторы неплохо охлаждаются и температурные поля более равномерные получаются.

...Но почему-то никто не следует этому примеру - в т.ч. на самых теплонагруженных акробатических самолетах, не знающих режимов кроме взлетного и МГ: наверное, потому, что разница, хоть и есть в принципе - мала и в бОльшей степени зависит от второстепенных факторов. На соседней ветке про эллиптическое крыло - подобное смещение факторов по приоритету.

Континенталь IO-360ES при обдувке горшков сверху иногда (на предпосадочном  планировании на режиме МГ) выдаёт весьма интересное явление - шоковое переохлаждение горшков при одновременном перегреве масла (так как маслорадиатор у него расположен горизонтально на картере позади шестого цилиндра и обдувается при этом не очень хорошо).

Это, я полагаю, не особенность самого Континенталя - а конкретной компоновки мотоотсека на конкретном типе ( подозреваю, что на Аккорде). Но эти результаты нельзя распространить на все остальные типы - у Ил-103, скажем, с тем же мотором, ни о чем подобном я не слыхал; про Бе-103 не скажу - недостаточно близко знаком.

 

[KAA]

Вот например http://www.homebuiltairplanes.com/f...ing-fan-cooled-503-rotax-free-air-cooled.html

 

[Alex_520]

Это, я полагаю, не особенность самого Континенталя - а конкретной компоновки мотоотсека на конкретном типе ( подозреваю, что на Аккорде).

Вы отчасти правы - именно на "аккордеоне" с этой проблемой боролись, когда я там работал. Но и бериевцы в приватном общении "за рюмочкой чая" в Геленджике жаловались нам на те же самые проблемы.

Оно конечно же проще скомпоновать мотогондолу одномоторного самолёта с тянущим воздушным винтом вот так

Но делать это на самолётах с компоновкой мотогондолы как у  "СИГМЫ-4" или же как у БЕ-103, а потом самим же и бороться с возникающими проблемами - это уже инерция мышления...

 

[Lapshin]

Вот например http://www.homebuiltairplanes.com/f...ing-fan-cooled-503-rotax-free-air-cooled.html

Когда ребра головок цилиндров сориентированы поперек - действительно, разницы в направлении потока через них нет. Но косые ребра, в отсутствие принудительного охлаждения, однозначно это направление определяют - вдоль ребер, а никак не поперек. Остальное, в т.ч. расположение коллектора на входе, или выходе - непринципиально.

 

[Pisman]

А тепловые деформации - посчитайте, насколько деформируются детали при нагреве от температуры среды до температуры выхлопных газов, и насколько - на два десятка градусов относительно нагретых: это, простите, и во внимание принимать не стОит.
Наверх 

очень зря вы так думаете. факты прихватов изза неправильного охлаждения цилиндров известны. в свое время очень сильно накушались этим парамоторщики с соло-210

 

[Pisman]

Да - кто бы мог подумать: Вы меня вразумили.
Только как быть с Лайкомингами, Континенталями и пр., где обдув цилиндров зачем-то сделан сверху вниз - и выхлопной коллектор почему-то омывается потоком, уже прошедщим сквозь оребрение : казалось бы, чего проще сделать по-Вашему.
Не принимается - голословно и неубедительно. 

собственно ответ был в вашем же интерьвью Арасланову (может не ему но в его журнале) про то как вы сделали выход воздуха на Китенке наверх- раскажите что из этого вышло и почему не стоит пускать воздух снизу вверх
в тянущих авиационных оппозитах очевидно победила компоновка. при этом охлаждение пострадало.

мне обидно за рмз-500. нормальный мотор. у огромного количества людей работает долго и счастливо безо всякой хирургии, а тут уже коленвал пилили, итд. осталось еще благими намерениями охлаждение угробить.
:-/

 

[SinglFather]

Думаю, что сравнивать по способу охлаждения Континенталь и Лайкоаинг с РМЗ-500 нельзя. В головке четырехтактного двигателя находятся клапаны (всасывающие и выпускные) и детали, приводящие клапаны в движение. Поэтому головка более массивна, объем металла, теплоемкость и теплопроводность тела головки четырехтактного двигателя выше, чем двухтактного. Выпускные и впускные каналы расположены в головке, но температура в теле головки распределяется достаточно равномерно.
Небольшой перекос температур на входе и выходе конечно будет, но на геометрию цилиндра это не влияет, потому, что головка расположена над цилиндром, и прикручена к цилиндру через прокладку.

У двухтактного двигателя совсем другая картина. Впуск и выпуск осуществляются через окна в цилиндре, поэтому выхлопные газы нагревают цилиндр с одной стороны, а рабочая смесь охлаждает его, но с другой стороны. Есть еще продувочные каналы, через которые тоже происходит охлаждение. В итоге цилиндр коробит. Если дуть со стороны выпускного коллектора, то температура по окружности цилиндра будет распределяться более равномерно.

Наверное все знают, что поршень с цилиндром называют парой. Это потому, что поршень отдает тепло стенкам цилиндра раздуваясь при нагреве, и большое значение здесь имеют тепловые зазоры. Если в одних местах тепловой контакт хороший, а в других плохой, теплоотвод становится недостаточным, поршень продолжает нагреваться и клинит в тех местах, где был хороший тепловой контакт.

Катастрофы наверное не будет если дуть со стороны карбюратора и не доводить до заклинивания, но ресурс поршневой обязан сократится вместе с максимально-допустимой температурой, и пренебрегать этим наверное не стоит.

 

[Lapshin]

Вы так хотите, чтобы я продолжил убеждать Вас в очевидном, приводя все новые доводы?
Ограничусь тем, что все сказанное сейчас, на самом деле, не имеет почти никакого значения с точки зрения гидродинамической схемы охлаждения и,большей частью, надуманно - а как еще, если свои мысли Вы не можете обратить в цифры и величины?
Я уже сказал даже более того, что хотел вначале и добавить, в общем, нечего - разве что повторить, что любое решение окажется лучше нынешних согнутых пластиночек. Так, что все, что удастся Вам выдумать, волей, или неволей, вспоминая наш диалог, в любом случае окажется лучше.
На этой оптимистической ноте я вынужден раскланяться на этой ветке - по крайней мере, до обнародования новых, интересных мне, событий.
Желаю успехов.

 

[SinglFather]

мне обидно за рмз-500. нормальный мотор. у огромного количества людей работает долго и счастливо безо всякой хирургии, а тут уже коленвал пилили, итд. осталось еще благими намерениями охлаждение угробить.

Вы наверное не в курсе, что послужило причиной балансировки коленвала.
Посмотрите вот это:

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1185652233/480        #487


И прочтите вот это:

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1185652233/630         #630

 

[Хboct]

Что то мешает сделать раздельные дефлекторы для охлаждения головы и цилиндров? Головы пускай продуваются вдоль ребер, а цилиндры со стороны выхода. Соответственно  можно регулировку  и настройку раздельно осуществлять.
По типу того хирта, на которую Квадратов ссылку скидывал.
http://www.delta-mike.pair.com/technik-luftkuehlung.htm
Будет похоже примерно на это

 

[KAA]

Вот ещё 1 решение американских братьев по разуму http://www.homebuiltairplanes.com/forums/2-stroke-aircaft-engines/4937-rotax-503-free-air.html
Но,думаю дефлектор можно скомпоновать аккуратнее,особенно из пластика. И входное отверстие стоит делать косым, с учётом закрутки струи винтом. :🙂