Специалистам двигателестроения

2 Denis:

Рисунки постить очень просто, надо только помнить, что в имени файла не должно быть кириличных знаков и размер не должен превышать 120кб. И всё прокатит.

2 RVD:

С вами всё ясно, не люблю теоретиков, поэтому нет и желания продолжать с вами дискутировать. Пустая потеря времени.

А тот дизель, что вы привели, мы обсосали ещё два года назад на авиа.ру., он своим существованием только подтверждает мои слова. Это я немецком моторе, а по поводу целевой программы у меня большие сомнения, поскольку в отечестве так и не научились делать моторы, никакие, не бензиновые, ни дизеля. Во всяком случае, я бы не рискнул летать с таким мотором.
Именно "самые совершенные дизеля" имеют такую неважную топливную экономичность, что выбить её из производителя стоит больших усилий и это не с первого раза. По этому показателю они проигрывают практически всем своим менее совершенным предшественникам.
Удивительно, что для вас это новость.
Вы, как и большинство "теоретиков", любите выдавать желаемое за дествительное и проспали тот факт, что удельные параметры современных, "самых совершенных дизелей", ухудшились, а причина в том, что диапазон оборотов взлетел вверх, но соляра как была солярой так и осталась и на смену одним проблемам, пришли другие. Теперь, чтобы привести выхлопы дизеля в соответствие с Евро-4, требуется впрыск мочевины, а без неё Евро-4 не получишь. Мочевина же нужна особенная, специально подготовленная и её придётся покупать дополнительно за хорошие бабки, просто пописать в бак не получится.
 
SKR

Какая Вас муха укусила.

Обороты винта как были, так и остались на том же уровне, что и 100 лет назад, так что где они у Вас взлетели непонятно, непонятно и то, что за ослиную мочевину Вы  собираетесь запускать в глушитель для дожига, не метанол случайно? или все таки используете платиновый окисляющий нейтрализатор на аснове окиси алюминия.
... нормы Евро 4 интересны для наземного транспорта, никто их пока для легкомоторной авиации не вводил, а если и введут, то более всего пострадают именно бензиновые двигатели, так как именно они выбрасывают максимальное количество вредных компонентов в атмосферу, а не дизеля.
Да что там говорить о пошневых ДВС, когда видишь как летают иностранные газотурбинные и наши отечественные самолеты. За нашим тянется шлейф дыма размером с полкилометра, а у проклятых капиталистов сзади "чистый воздух".
 
Обороты промышленых и морских дизелей не менются около 70 лет и очевидно, не изменятся  вдальнейшем. Более того, наблюдается столь же жесткая привязка диапазона оборотов к размерам цилиндра, как и у авиационных двигателей. Далее, размер цилиндра дизеля Дойтц и ему подобных близок к размеру цилинддра авиадвигателяЮ поэтому их наибошлее интересно сопоставлять.

При таких размерах максимальные обороты дизелей находятся в пределах 2300-3000, мошность растет линейно только до 1900-2000,  а эксплуатационные обороты составляют  1500-1800. Вот в этом диапазоне удельный расход по внешней характеристике опускается до 150г/л.с.ч, что только на 15% лучше, чем у Лайкоминга.

У двигателей Thielert мощностью 135л.с. удельный расход в эксплуатации, скорее всего выше 150г/л.с.ч. а масса силовой устаноки примерно на 40кг больше, чем у 160-сильного Лайкоминга. Как я уже писал, эта разница убивает незначительное снижение часового расхода топлива.

Самолет DA-42 является прорывом в технологиях, только если смотреть на него издалека и близорукими глазами.

Для сравнения, дизель SMA выглядят привлекательнее. Но для них не нашлось специально разработанного серийного самолета, да и вопрос надежности и ресурса так же открыт.

Дело в том. что велика вероятность 1. ненаработки прогонозируемого ресурса; 2. бессмысленности ремонта после этого, снять двигатель и выбросить.

Нагрузки, на которых работает Лайкоминг таковы:

Взлет и начальный участок набора высоты - полный газ, обороты 85-100%

Дальнейший набор - полный газ и обороты до 95%

Крейсерский режим 65-75% мощности при оборотах 90-100%

В особых случаея в СМУ - полный газ весь полет.

На высоте 2200м 75% мощности - это полностью открытый дроссель и 100% оборотов. Если полет выполняется с наивысшей транспортной эффективностью (наименьшая стоимость перевозки платной нагрузки на заданное расстояние), то режим будет таким как только продолжительность полета превышает 1 час.

Стоимость топлива составляет 15-20% в расходах на 1 час полета маленького самолета, поэтому имеет смысл сократить продолжительность полета даже ценой некоторого увеличения расхода топлива. Даже если пилот сам владелец самолета и давно забыл. сколько он за него заплатил, прямые расходы топлива в 1 час его не очень колышут, если есть возможность долететь за 3 часа а не за 5. " Если у вас хватило денег купить эту птичку, станет и на 100LL".

По характерным эксплуатационным нагрузкам поршневой авиационный двигатель равняется морскому дизелю, причем не на круизном лайнере, а на грузовом судне.

По поводу дизельных самолетов Diamond запущен очень недобросовестный PR, который не сможет вечно стимулировать продажи.

На рынке США DA-40 представлен только с 180-сильным Лайкомингом, а DA-42 получил сертификат FAA с дизелями, но именно для проникновения на американский рынок получил вариант также с двумя IO-360. Интересно, что для этого самолета двух O-320 в 150-160л.с. было бы более чем достаточно, а именно с ними этот самолет обладал бы наивысшими ЛТХ, в том  числе и сочетанием полезной нагрузки с дальностью. Этот Лайкоминг существует и в 150-сильном варианте под 80-октановый бензин, допускается на автомобильный бензин, в том числе в Европе, так что разговоры о стоимости топлива можно закрыть.

Для авиационного двигателя имеет значение участок внешней характеристики от 85 до 100% оборотов, а также винтовая характеристика на оборотах от 65 до 100%

Обороты полного газа при работе на месте винта фиксированного шага составляют 85-100% максимальных и эта точка отсекает левый край эксплуатационного участка внешней характеристики. У земли в горизонтальном полете 75% мощности соответствует 92-95% обротов.

При работе с ВИШ и регулятором оборотов внешняя характеристика теряет смысл. так как на ней используется одна единственная точка. При частичных нагрузках рабочая точка движется по оптимальной дроссельной характеристике, характерные точки которой (обороты, давление на всасывании) указаны в РЛЭ. Эта характеристика обеспечивает минимум удельного расхода топлива. кот орый на оптимально обедненной смеси практически постоянен в диапазоне 35-75% мощности, а самый низкий - при 65-75%.

75% мощности у земли по этой характеристике соответсвует 83-85% оборотов.

Использование ВФШ по сравнению с ВИШ дает незначительное повышение удельного расхода,если винт крейсерсткий, то расход при 65-75% практически такой же, как и с ВИШ.

Дроссельные потери в рассматриваемом диапазоне режимов исчезающе малы.

Я думаю, здесь я дал исчерпывающие ответы по поводу характерных режимов эксплуатации современного авиационного поршневого двигателя.  

     
 
В декабре довелось пару часов порулить на дизельном DA-40 над Альпами в Швейцарии.На самолете установлен именно упоминаемый двигатель - 135-сильный Тилерт Центурион с ВИШ.Так на самолете отсутствует даже рычаг управления шагом винта - и ВЕСЬ полет:взлет,набор высоты,ГП на высотах от 500 до 4000 м;снижение и посадка происходили СТРОГО на одинаковых оборотах - 2200 об/мин.
Летали вчетвером.
Обороты отчетливо видны на снимке - весь полет они менялись лишь на 20 об/мин.
 

Вложения

  • switzerland_122.w.jpg
    switzerland_122.w.jpg
    60,3 КБ · Просмотры: 72
Ну, теперь то надеюсь "Denis", Вы все рассказали про свой "Textron Lycoming", или дальше про него будете расказывать  присутствующим здесь, как Вы понимаете - ни читать самостоятельно ни писать без Вас не умеющим?
 
lapshin

Да цифровой тахометр хорошо просматривается.
 
Этот мотор ни что иное, как GM-овский дизель 1.7TDI с Опеля Астра, обороты, что на снимке, это обороты винта, там редукция 1:1.6.
Выше есть характеристика этого дизеля, только в судовом исполнении и с обычным ТНВД.
 
Еще точнее: Двигатель TAE Centurion 1.7 происходит от турбодизеля Мерседес А-класса. На всех режимах он работает при постоянных оборотах 3880об/мин. Идеология регулирования та же самая, что и SMA, т.е. регулирование мощности осуществляется изменением подачи топлива при посотоянных оборотах, которые стабилизированы изменением шага винта, как на одновальных ТВД первого поколения (Известные примеры Rolls-Royce Dart, АИ-20, АИ-24). Сделано это из двух сображений.

1. Упростить управление силовой установкой с ВИШ - оставить пилоту один РУД, сохранив при этом максимально простую аппаратную реализацию - прямое управление подачей топлива + независимый регулятор оборотов с фиксированным опорным параметром.

2. Насколько возможно, улучшить приемистость. Все равно она хуже, чем у безнаддувного Лайкоминга, поскольку перевод двигателя на больший режим всецело зависит от раскрутки турбокомпрессора, причем запас мощности на это невелик.

Среднее эффективное давление у этого дизеля 18 бар, что в 1.6раза больше. чем у безнаддувного Лайкоминга, но давление за турбокомпрессором у него более 2 бар, а теполоотдача в интеркулер практически такая же, как у Лайкоминга во все охлаждение.

Работа автоматического ВИШ все время на постоянных оборотах есть компромиссное решение, давно оставленное в прошлом в ТВД.  

В таком случае будет дополнительно понижен КПД винта на всех режимах кроме того, на который он оптимизирован.
У скоростных самолетов винт будет орать при работе на месте и рулении, хороший пример АИ-24. Если избыточно понизить равновесные обороты, что очевидно и в случае TAE и SMA, будут потери КПД и в наборе высоты, и на крейсерских режимах, в данном случае (2200 против 2450-2700) на скорости 220-250 км/ч этот ущерб будет 3-5%

Результат уже известен. Лайкоминг и Вальтер Минор этими дизелями не победили.

Все, что по прежнему поют про эти моторы, дескать, скоро не будет AVGAS. Это тоже вя-вя.

Еще дополнение по поводу удельного расхода топлива:

Значения удельного расхода топлива Лайкоминга, которые я привел выше. взяты из заводского тех. описания. Они гарантированы, но не минимальны. Эти расходы на уровне 180г/л.с.ч  получаются еще не на пике температуры выхлопных газов, а на 50F холоднее, на богатой стороне кривой смеси. Такой режим можно получить даже при отсутствии на борту указателя ТВГ. Обеднение до пика и далее, на 50F холоднее, но с бедной стороны, что и сответствует альфа=1.1-1.15, требует быполнениея дополнительных форм обслуживания на двигателе и ежегодной калибровки приборов контроля двигателя по более жестким процедурам. Основное значение при этом имеет минимизация разброса состава смеси по цилиндрам.
Это делают на самолетах, имеющих приличный годовой налет и регулярно летающих на большие расстояния. Тогда расход топлива получается еще как минимум на 10% меньше. Стандартной является цифра 0.36 фунта или 163г/л.с.ч. Что здесь делать дизелю?  

Режим регулирования при постоянных оборотах на Лайкомингах также возможен, более того, на турбонаддувных движках он таким и является начиная с высоты 2200-2500м. Однако эти моторы позволяют большее, т.е. полный КПД силовой установки за счет оптимального регулирования оборотов во всем диапазоне режимов более равномерен, а жужжания - меньше.
 
Дополнение по дроссельным потерям.

Да двигателе Лайкоминг с впрыском топлива на 50% мощности удельный расход на бедной смеси у земли минимален на 1800об/мин и практически не отличается от такового на 75% мощности и 2200об/мин. Если зафиксировать шаг винта на значении, соответствующем снятию 100% мощности на 2650об/мин, то на этой же скорости полета винт с таким шагом снимет 50% мощности на 2103об/мин, т.е. на обоотах на 17% больших и, соответственно, при на столько же меньшем моменте.  так вот, такое дополнительное дросселирование приведет к росту удельного расхода топлива всего на 3.7%.

Мощность 75% максимальной будет таким ВФШ снята на 2408об/мин, т.е. на 9.4% выше оптимальных для экономии топлива. Этому будет соответсвовать прирост удельного расхода на 2%. Их еще нужно суметь измерить.

Пример похуже. Генератор с карбюраторным движком. Обороты всегда 3600 (3000) об/мин, определяются частотой сети. Поэтому степень дросселирования определяется нагрузкой. При мощности на валу 50% максимальной, удельный расход растет на 15-17% .

У Лайкоминга если 50% мощности снять на 100% оборотов (2650), то удельный расход возрастет на 12% против 1800об/мин, где расход минимален, и составит 205г/л.с.ч, а супротив 2103об/мин рост расхода составит 8%.

И это, напомню, двигатель, у которого фиксированное опережение зажигания.

Ну что, так ли страшен дроссель, как его малютки?  
 
Итак, господа инженеры, как вам такой тепловой баланс:

Из 100% тепла, выделенного при сгорании топлива,

4% - на механические потери,

16% - в систему охлаждения,

40% - индикаторная работа

40% - в трубу (выхлопную ).


Извините за повтор, но теперь, наверное, понятнее, что - ветряные мельницы, а с чем стоит бороться.
 
Да ради Бога:такой расклад вполне можно признать;можно даже и не рваться за эти пределы.
Однако говорить,что двигатель,имеющий такое распределение тепла - уже образец совершенства,значит быть зашоренным до предела.Уже много раз повторялось,что топливная эффективность не является единственной характеристикой силовой установки ЛА;а в рассматриваемых весовых категориях берусь утверждать (можно и голосование устроить),что для подавляющего большинства читающих эти строки возможность сэкономить литр на десятке километров стоит среди приоритетных характеристик мотора для своего ЛА далеко не на первом и даже не напятом месте сравнительно с весом,габаритами,даже ценой,в конце концов.Иными словами,практически каждый,рассматривая таблицу параметров разных моторов,доходит до графы с удельными расходами в последнюю очередь.Предположу даже,что и главный теоретик и поборник Жуков и Скайрейнджеров поступает точно так же,как бы ни открещивался.
Резюме:в том,что увеличение к.п.д.двигателей внутреннего сгорания небесконечно - никто,собственно,и не сомневался и сотрясение воздуха,повторяя это вновь и вновь просто малоинформативно,а,следовательно,бесполезно.А доказательств того,что при той же,или даже несколько худшей топливной эффективности двигатель невозможно сделать легче,компактнее,надежнее,проще,менее разборчивым к ГСМ.дешевле,с лучшей формой характеристик...(можно продолжать и продолжать),приведено не было,да и не могло быть.
Те же,кто утверждает,что совершенный мотор давно уже сделан,мало отличаются от троглодитов,строго доказывающих,что пещера - лучшее жилище среди возможных т.к.вследствие нахождения в глубинах Земли,там поддерживается постоянная температура и влажность,оптимальные для комфортного самочувствия.
 
Это тепловой баланс Лайкоминга и ему подобных. Он действительно таков, что можно и не воевать дальше, даже удовлетвориться более скромными результатами.
Не только на СЛА, но и на легких одномоторных самолетах класса Сессны-172, нужно очень тщательно взвесить затраты на дальнейшее совершентсвование двигателя (если он возмоджно), тем более создание нового семейства двигателей, чтобы выявить какую-нибудь выгоду (если она будет).


Данные я привел для создания отправной точки в анализе перспективных путей развития поршневых авиационных двигателей.

Напомню также, что у этого мотора умеренные литровая мощность, нагрузка на площадь поршней, линейная скорость поршня, степень сжатия 8.5-8.7.

При этом двигатель не только обладает вышеприведенным тепловым балансом, но и предельно прост по конструкции, содержит минимальное количество деталей, умерено требователен к точности сопряжений, сохраняет работоспособность даже при значительном износе, имеет более чем достаточный межремонтный ресурс.

Более того, удельная масса его по отношению к мощности на максимальном продолжительном и крейсерском режимах также очень низка и близка к ее значениям у более напряженных и крупных поршневых авиационных двигателей.

Концепция этих двигателей идеально сбалансирована с точки зрения одновременного достижения всех тех характеристик, которые просуммированы ввыше в данной ветке. Более того, к этому уровню совершенства относятся и большой  Лайкоминг, и маленький Жук.

Не будем однозначно закрывать всякую возможность сделать новый мотор "легче,компактнее,надежнее,проще,менее разборчивым к ГСМ.дешевле,.."

Однако, добиться всего этого в одном изделии всего этого, наверняка невозможно.

Особенно, если соблюсти крайний пункт - дешевле.

Поэтому, на мой взгляд, реальнее наметить один-два критерия оптимизации и по ним действовать.

Нужно также учесть, что незначительное улучшение какой-либо одной характеристики может привести к дикому усложнению, удорожанию, а то и к полной потере ряда уже достигнутых завоеваний.

Также приведенный опыт бухгалтерского учета хорошо иллюстрирует, например, полную бессмысленность и бесперспективность дизелей и бесшатунников.
 
[
Это тепловой баланс Лайкоминга и ему подобных.
Вы думаете,я сомневался,о чем именно идет речь?Разве что о турбокомпаундном моторе.


Данные я привел для создания отправной точки в анализе перспективных путей развития поршневых авиационных двигателей.
Как же?Ведь не далее,чем в предыдущем абзаце Вами сказано о практической бесполезности таких попыток.Да и последующие рассуждения лишь подтверждают Ваше мнение о "конце истории!"авиационных ПД.
Более того, удельная масса его по отношению к мощности на максимальном продолжительном и крейсерском режимах также очень низка и близка к ее значениям у более напряженных и крупных поршневых авиационных двигателей.
Ну а здесь-то - кого обманывать? М-9 - 420 л.с/214 кг;АШ-62ИР - 1000л.с./565 кг;АШ-82Т - 1900 л.с./928 кг.


Не будем однозначно закрывать всякую возможность сделать новый мотор "легче,компактнее,надежнее,проще,менее разборчивым к ГСМ.дешевле,.."

Однако, добиться всего этого в одном изделии всего этого, наверняка невозможно.

Особенно, если соблюсти крайний пункт - дешевле.

Поэтому, на мой взгляд, реальнее наметить один-два критерия оптимизации и по ним действовать.
Разве из контекста следовало,что непременно нужно улучшить все одновременно?И отдельно решаемые задачи по разработке наиболее простого,но надежного мотора или мотора сверхвысокой удельной мощности вполне могут иметь место,равно,как и любое иное направление,актуальное сейчас,либо возможное в будущем.
Также приведенный опыт бухгалтерского учета хорошо иллюстрирует, например, полную бессмысленность и бесперспективность дизелей и бесшатунников.
Повторяю,приведенный баланс не имеет НИКАКОГО отношения к направлениям развития ПД.Баланс двигателей Феррари и Мак-Ларен для Ф1 с Ваших позиций окажется просто кошмарным - однако,несмотря на единичные тиражи ежегодно создаются все новые образцы и тратятся значительные средства именно на них.
 
Пардон, господа инженеры. Где же здесь конец истории авиационных ПД? Для этого нужно, чтобы родился двигатель 1. более совершенный, 2. не поршневой. Что-то не видно пока.

Если привести тепловой баланс турбокомпаундного двигателя, то пострашнее будет. Индикаторная работа составит 50-55%. За счет доли той энергии, что в трубу. Это результат полувековой давности. Интересно, что более молодые разработки, в частности, турбокомпаундные дизели для магистральных грузовиков, так не могут.

>
Ну а здесь-то - кого обманывать? М-9 - 420 л.с/214 кг;АШ-62ИР - 1000л.с./565 кг;АШ-82Т - 1900 л.с./928 кг.
>

Вот именно, кого обманывать этими цифрами? Еще раз смотрим мой пост.
Смотрим удельную масу этих моторов по отношению к максимально продолжительному и крейсерским режимам. Плюс сравниваем сами эти режимы. Выше перечисленным моторам супротив Лайкоминга хвастаться нечем.

У АШ-62ИР эксплаутационный режим без ограничения времени 0.9 или 0.783 взлетного  = 783л.с., обороты 2030=97%номинальных=92%взлетных при этом удельный расход около 300г/л.с.ч,

а крейсерские, где удельный расход 210-230, составляют  1500-1800об/мин и мощность до 0.55взлетной.
Удельная масса 0.72кг/л.с для максимального эксплуатационного режима.

Это аккурат как у Лайкоминга О-360, у которого взлетный режим есть и максимально продолжительный, а крейсерские обороты до 100%

Удельная масса по отношению к максимальному рекомендованному крейсерскому режиму у обоих  также одинакова на уровне 1кг/л.с.

Не скажу за М-9, но у М-14П 2-й крейсерский режим это 190л.с., каждая из которых весит заметно более 1кг.

Для огромного большинства легких одномоторных, да и двухмоторных самолетов имеют значение прежде всего эти цифры, обязательно в сочетании с удельным расходом топлива.

Если мы на минуточку вообразим, что АШ-62ИР стал Большим Лайкомингом, то прекрасная девушка Аннушка полетит со скоростью примерно 230км/ч, съедая на километр не больше бензина, чем на 180км/ч с родным движком. А набирать высоту она будет сколько угодно на 100% Можно будет ТВД-10 не пытаться прислонить. Это не сказки.

Если сравнить АШ-62ИР и АШ-82Т просто с дальнейшими версиями Wright Cyclone 9 (R-1820), которые ставились на DC-3, C-47, B-17 то также будет грустно. Несмотря на то, что основные недостатки движка с приводным нагнетателем никуда не делись.

Так что постараемся не делать шаг назад.  
 
Как всегда раньше - приходится заканчивать по причине подмены понятий.передергиваний,подсовывания вновь ранее отвергнутых аргументов и т.п.К чему,например, сравнивать макс.режим одного мотора с крейсером другого,если речь о крейсерах и не идет?
Вечное стремление оставить последнее слово за собой и какое-то детское желание покрасоваться и отстоять все,даже самые тухлые позиции,надежно гарантируют Вас от успехов и даже того признания,на которое Вы были бы вправе претендовать.
Иной причины кроме невоспитанности (странно применять этот термин к взрослому человеку) я не нахожу.
А,будь Вы адекватнее,общаться было бы куда приятнее.
 
Я не знаю у кого здесь какое детское желание, и кто что передергивает. Кто бы не выказывал желания оставить последнее слово за собой, но факты - вещь упрямая.
Участникам дискуссии, вероятно, нет необходимости напоминать, что обсуждается концепция двигателей для вновь разрабатываемой авиатехники, стало быть, на далекую перспективу.
А с этой точки зрения максимальная мощность не интересна, если она не длительная, также не интересно, если крейсерский режим не может быть на 100% оборотов. Я здесь уже подробно объяснил, почему это так. Что тут говорить о перспективных разработках, если 50 лет тому назад Сессна требовала такого двигателя, а не подобного М-14П.  

Способность двигателя сохранять низкий удельный расход топлива во всем диапазоне режимов так же обязательна.

Впрочем, опять повторяюсь.

Если уже до конца сравнивать, то был такой Лайкоминг IGSO-540 редукторный, с приводным нагнетателем и впрыском. Давал 360-380л.с. при весе 240кг со всеми потрохами. Причем, всю жизнь и с малым расходом 75% = 285л.с.

Если учесть, что честный вес М-14 и М-9 больше, за счет генератора и компрессора, которые не всключены в 214кг  и еще внешнего маслобака, то эти Лайкоминги вообще по идее - верх совершенства, даже литровая мощность у них выше.
Почему же они не выжили против безредукторных и безнаддувных?

Ответ прост: не позволяют они построить столь же эффективный и экономичный самолет, как их более простые, но более рафинированные родственники.


 
 
to Rvd

Трезво мыслите! Только в полемику напрасно ввязались...
 
to RVD

Пытаюсь избавиться от эксцентриситета "навесных" шатунов. Из Ваших публикаций видно, что Вы тоже над этим задумывались - в одной из схем "звезды" есть привод с двумя параллельными шатунами.
Ещё мне знаком планетарный привод (см.рис.).
Есть ли ещё какие-нибудь решения, идеи?
 

Вложения

  • File0140.jpg
    File0140.jpg
    34,8 КБ · Просмотры: 83
"BOSCH"

Собственно надо выяснить, а для чего Вам это надо.

Вот например,  в схеме с двумя параллельными шатунами можно добиться двух вещей: избавиться от неравномерности работы цилиндров, так как у прицепного шатуна другая кинематика; и полного устранения неравномерности вспышек по углу поворота коленвала.
 
Задача в том и состоит, чтобы центральной шайбе создать условия плоскопараллельного вращения. Этого же можно добиться с помощью параллельной передачи, связанной кинематически с основой шайбой (вспомним паравоз).
 
Назад
Вверх