Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

[georgii-2]

georgii-2 писал(а) Вчера :: 22:17:18:
Всё, что здесь выкладывалось, можно было сделать и полвека назад, и ещё раньше.
Какая уж тут поспешность.
Георгий, я имел ввиду Вас. Не торопитесь с выводами. Любой сложный технический вопрос требует, чтобы о нем сформировалсясистемный взгляд, подкрепленный знаниями и опытом других людей. Тогда смекалка будет верным помощником на пути: "Ищем простые решения актуальных задач технического прогресса"

Элементарное сравнение кпд, позволяет рассчитывать, что разница в весе СУ компенсируется разницей в весе топлива.

 

[JohnDoe]

Элементарное сравнение кпд, позволяет рассчитывать, что разница в весе СУ компенсируется разницей в весе топлива.

Тут такой момент: масса СУ - величина постоянная, а топливо убывает по мере расходования. Что перевесит? Не знаю, но чисто умозрительно более лёгкий аппарат с бОльшим расходом может оказаться даже выгодней, чем более тяжёлый и экономичный. Всё зависит от многих факторов. в т.ч. и от предназначения.
ИМХУ.

 

[georgii-2]

Здесь проблема немного другая.
Как производить такую технику, после уничтожения оборудования?
В таких случаях не грех идти и на ухудшение характеристик, хотя, чем больше дальность, тем выгоднее экономичность.

 

[slav]

\\\\более лёгкий аппарат с бОльшим расходом может оказаться даже выгодней, чем более тяжёлый и экономичный. \\\\.

Имеете ввиду [highlight]дозаправку в воздухе[/highlight],или короткие по времени полёты??   :-? 

 

[Владимир Александрович]

Вставляю обещанные страницы из книги В.К. Кошкина на тему предложений авиационного применения СПГГ
Стр.37

 

[Владимир Александрович]

Стр. 38-39

 

[JohnDoe]

Имеете ввиду дозаправку в воздухе,или короткие по времени полёты??

Ну, чисто умозрительно, опять же представим два аналогичных ероплана(дальность, планер, полезная нагрузка, взлётный и пр.) только у одного расход выше и топлива больше чем у второго, но это "лишнее" кол-во топлива компенсируется меньшей массой СУ ровно на массу этого самого "излишка" горючки. "Забег" на одну дистанцию. Поскольку первый аппарат расходует топливо интенсивнее, то у него также интенсивнее будет снижаться масса, а это снижение потребной мощности для полёта. Т.е. либо рост скорости, либо снижение потребления топлива. Будем считать, что вырастет скорость. отсюда, первый аппарат преодолеет дистанцию быстрее второго. плюс на "финише" он будет легче первого, а это снижение посадочных скоростей, например. Это так, в порядке бреда. В реальности ессно, всё зависит от определяющих требований - кому скорость, кому деньги на бензин и т.д. 😉
ИМХУ.

 

[Владимир Александрович]

Такая идея регулирования СПГГ - регулировка степенью наддува. Т.е. имеем внешний приводной нагнетатель(например, с электричеким приводом) регулируя производительность которого регулируем мощность. Надо увеличить - добавили оборотов, нужно снизить - снизили.

   Идея регулирования СПГГ степенью наддува не нова. В СПГГ это возможно, только не отдельным внешним приводным нагнетателем, а управлением момента закрытия впускных клапанов компрессора.
Опять же, последнее слово за управляющей электроникой. 

 

[Владимир Александрович]

Здесь, на будущее, стоит задача обеспечить взаимоисключающие требования - с одной стороны надо обеспечить полноценную продувку, с другой обеспечить как можно меньшее заполнение.

     Почему заполнение должно быть как можно меньше?

 

[JohnDoe]

Идея регулирования СПГГ степенью наддува не нова. В СПГГ это возможно, только не отдельным внешним приводным нагнетателем, а управлением момента закрытия впускных клапанов компрессора.

То, что идея не нова, бесспорно. Новым является как раз способ, которым это осуществляется, а именно - применение приводного нагнетателя "отвязанного" от СПГГ. Управление открытием/зарытием клапанов задача тоже не совсем простая. Механически, типа системы изменения фаз в валльниках - требует довольно сложной кинематики, распредвалы и пр. Электрические клапана тоже возможны, но тут есть нюансы по быстродействию и пр. Предложенная метода - позволяет использовать простые, уже имеющиеся решения: обычные автоматические клапана, обычный приводной нагнетатель, обычные эл.двигатели/генераторы. Например, нагнетатель гонит воздух в ресивер, в котором есть дополнительный авт.клапан для впуска воздуха при неработающем нагнетателе(ХХ). ресивер сообщается с копрессором также через обычный авт.клапан. Всё. Т.е. на ХХ СПГГ работает в безнаддувном варианте, на рабочем режиме - сильно форсирован по наддуву, что для СПГГ не столь острая проблемма, как для вальников. Получается, что объём такого СПГГ может быть сильно снижен, а это меньшая масса, в частности поршней = выше возможные обороты/мощность и даже, возможно, меньшие теплопотери в корпус/ОЖ= выше КПД, кроме того ход поршня во всём диапазоне будет постоянным(возможно). Добавить сюда ещё управление по моменту впрыска топлива и может получиться может и не самый оптимальный, но относитльно простой и дешёвый двиг.
Было бы интересно прикинуть такой расклад: объём СПГГ таков, что обеспечивает 1/8 максимальной мощности в безнаддувном варианте(примерно такую цифру можно увидеть на ВСХ обычного автомобильного мотора в режиме ХХ). Нагнетатель даёт ПИк около 6-8 на максимуме(а может и меньше), точнее обеспечивает СПГГ на максимуме в 8 раз больший массовый расход. Чёго получится? 😉

Почему заполнение должно быть как можно меньше?

Видимо Георгий имеет ввиду продолженное расширение.

 

[Владимир Александрович]

Элементарное сравнение кпд, позволяет рассчитывать, что разница в весе СУ компенсируется разницей в весе топлива. 

  Любые сравнения должны базироваться на группах или комплексах конкретных фактов или данных статистики.
   

 

[georgii-2]

Владимир Александрович писал(а) Сегодня :: 20:47:13:
Почему заполнение должно быть как можно меньше?

Видимо Георгий имеет ввиду продолженное расширение. 

Бац-бац и в точку !
Когда-нибудь, да надо выжать всё из цикла Карно  ;D.
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1300566778/0#0

 

[Владимир Александрович]

Т.е. на ХХ СПГГ работает в безнаддувном варианте, на рабочем режиме - сильно форсирован по наддуву, что для СПГГ не столь острая проблемма, как для вальников.

      Вячеслав, присутствие внешнего электрического наддувного агрегата потребует отказа от компрессорных полостей в СПГГ и установку на их место линейных электрогенераторов, питающих наддувный агрегат. Иначе баланс потребных и располагаемых работ нарушится. По сравнению с электрорегулируемыми впусными клапанами конструкция явно усложнится. Дополнительные проблемы и потери создаст необходимость охлаждения линейных электрогенераторов вблизи источников тепла.
      Электрорегулируемые впусные клапаны - значительно более простое решение. Здесь по сути нужна модификация автоматического впускного клапана. Электромагнит по команде процессора должен только в течении заданной части рабочего хода поршня компрессора удерживать пластинки клапана в открытом положении, чтобы для данного числа циклов сжатие воздуха, находящегося в компрессорной полости, началось позже. Вводя характеристику момента закрытия клапана по режимам, можно успешно регулировать расход через компрессорные полости, а значит и степень повышения давления в них.

 

[georgii-2]

Вставляю обещанные страницы из книги В.К. Кошкина на тему предложений авиационного применения СПГГ

Увы, использованием СУ в качестве силового элемента несущей конструкции крыла, здесь и не пахнет.

 

[JohnDoe]

Вячеслав, присутствие внешнего электрического наддувного агрегата потребует отказа от компрессорных полостей в СПГГ и установку на их место линейных электрогенераторов, питающих наддувный агрегат. Иначе баланс потребных и располагаемых работ нарушится

Не понимаю, почему нужно вдруг отказываться от компрессорных полостей? :-? Если бы у нас вместо нагнетателя на впуске стоял бы банальный дроссель - это делает невозможной работу СПГГ? :-/

Электрорегулируемые впусные клапаны - значительно более простое решение. Здесь по сути нужна модификация автоматического впускного клапана.

Электроклапаны тоже потребуют охлаждения, как и линейные генераторы, ведь ЛГ, в принципе, также можно выполнить на электромагнитах, либо по схеме вентильно-реактивного генератора(к сожалению, в вопросах эл.двигателей/генераторов я полный дуб) не помню, давал ли ссылку на электрострикционные переключатели/клапаны, где-то в инете находил ПДФ-ку. Там всё - режимы, моменты, рабочие температуры и пр. правда величина перемещения раб.органа в десятках мкр., вроде. В той же свалке ссылок были и электродевайсы изменяющие форму(изгибающиеся и т.д.) Может их глянуть?

Электромагнит по команде процессора должен только в течении заданной части рабочего хода поршня компрессора удерживать пластинки клапана в открытом положении, чтобы для данного числа циклов сжатие воздуха, находящегося в компрессорной полости, началось позже. Вводя характеристику момента закрытия клапана по режимам, можно успешно регулировать расход через компрессорные полости, а значит и степень повышения давления в них.

Ааааа, т.е. Вы хотите реализовать нечто напоминающие цикл Миллера, только для компрессорной полости? Моё предложение(в случае положительного ответа на вопрос о дросселе) делает сие практически автоматом. 🙂

 

[georgii-2]

georgii-2 писал(а) Сегодня :: 16:27:40:
Элементарное сравнение кпд, позволяет рассчитывать, что разница в весе СУ компенсируется разницей в весе топлива.
=================================================
Любые сравнения должны базироваться на группах или комплексах конкретных фактов или данных статистики.

Вы же в этой теме давно..
У бескомпрессорного ЭКИП-овского СПГГ такая же удельная мощность как и у лучших ГТД ~ 0.05-0.08 кг/квт.
Про кпд, не стоит и вспоминать.
Движок Томагавка весит 64 кг. Топлива 465  кг.

 

[Владимир Александрович]

Видимо Георгий имеет ввиду продолженное расширение. 

      Продолженное расширения внутри СПГГ для него не актуально.
 

 

[Владимир Александрович]

Увы, использованием СУ в качестве силового элемента несущей конструкции крыла, здесь и не пахнет. 

       С позиций сегодняшнего дня рисунок самолета с СПГГ в представленной компоновке ценности не имеет. Современные крылья дозвуковых самолетов уже значительно тоньше и размещение СПГГ в объеме крыла не представляется возможным, да и не нужно это. Тем более, включение СПГГ с несущую систему крыла в качестве силового элемента любая техническая экспертиза отнесла бы к недопустимым инженерным решениям.  Корпус СПГГ итак нагружен полным комплектом внутренних сил, а Вы еще хотите нагрузить его силами, действующими на летательный аппарат. Зачем?
   

 

[Владимир Александрович]

Не понимаю, почему нужно вдруг отказываться от компрессорных полостей? 

    Потому что компресоор будет отбирать работу рабочего цилиндра на себя и сжимать как и полагается каждую порцию воздуха. Вы добавляете еще внешний наддувный агрегат, который пока неизвестно откуда берет мощность. Регулируемый наддув внешнего агрегата будет добавляться к степени повышения давления в компрессоре. На номинальном режиме получим супер наддутый СПГГ, требующий внешнего источника мощности для привода отдельного нагнетателя.   

 

[Владимир Александрович]

Если бы у нас вместо нагнетателя на впуске стоял бы банальный дроссель - это делает невозможной работу СПГГ?

  Я встречал публикацию, где анализировались данные опытного СПГГ с дроссельными заслонками на входе в компрессорные полости. Ими регулировалась производительность компрессорных полостей.
И без постройки такого СПГГ былоя ясно, что это самый неэкономичный способ регулирования. У В.К. Кошкина есть анализ экономичности разных способов регулирования.
Дроссель - это сопротивление, преодолевая которое компрессор тоже затрачивает значительную работу в зависимости от степени дросселирования. Поэтому такой СПГГ на частичных режимах становится очень неэкономичным.