Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

[JohnDoe]

Ну, допустим, опыт с тележкой и закреплённым с ней концом пожарного шланга я и сам предлагал ранее. Покурим и порассуждаем вместе, когда сделаем. 😉


Предлагаю всем обратиться к незыблемыи законам физики.

Сила - это мера изменения импульса: F = d(mv)/dt; Так как ракеты переменной массы мы здесь и далее не рассматриваем, поэтому будем пользоваться просто F = ma. Эта формула говорит: чтобы испытать реактивную силу, надо что-то ускорить.

(1) Если пренебречь силами трения, то текущая вода в прямом шланге не ускоряется. Это значит, что кроме силы вызванной трением, никакой другой реактивной силы шланг испытывать не может. Аналогично, в прямой несужающейся насадке вода также не ускоряется (кроме трения). Поэтому прямая насадка тоже не может испытывать реактивную силу, противонаправленную потоку воды.

Если Вы не согласны с (1) то объясните почему, по каким физическим законам.

Чего там куритьто. На чем бужет закреплено сопло, рукав, ствол и тд, то и будет воспринимать тягу, реактивную силу. Будет помпа т шланг закреплены на одной тележке, она будет катится, возьмет шланг в руки пожареый стоящий рядом с тележкой, лна не сдвинется с места. Будет винт сидеть прямо на валу двигателя и нагрузка от тяги ляжет на вал движка и его подшипники, будет винт приводиться через редуктор и впл двигателя будет разгружен, а нагрузит силой тяги уже редуктор. И тд.

Сила это еще и массоаый расход (кг/с) умноженный на скорость (м/с). F = Gm * V. Именно это мы тут используем. Именно это обьясняет работу эжекторов, именно это обьяснянт "эффект Челомея", падение уд.расхода в ПуВРД с "длинной ногой" и тд.
Размерность Силы это Ньютон = кг*м/с2. Помножив массовый расход на скорость получим именно эту размерность. Движущаяся в трубе масса потока действкет на трубу, а труба равно действует на поток согласно третьего закона Ньютона.
Имху

 

[tern]

Сила это еще и массоаый расход (кг/с) умноженный на скорость (м/с). F = Gm * V

Нет, тогда давайте уж полную формулу, а не урезанную. Сила - это массовый расход умноженный на разницу скоростей:

F = Gm * (V - Vo)

Эту разницу скоростей течения воды -- от нулевой (Vo = 0) в цистерне до скорости течения V в шланге -- обеспечивает помпа и больше никто.
Вот для помпы верно F = Gm * V. ( Vo = 0 )
Внутри шланга разница скоростей не возникает (трение не расматриваем). С какой скоростью V помпа загнала воду в шланг с одной стороны, с той же скоростью V она (водa) и вылетает с другой стороны. F = Gm * ( V - V ) = Gm * 0 = 0.

Так что получается то же самое: силе реакции на шланг взяться неоткуда.

 

[JohnDoe]

Нет, тогда давайте уж полную формулу, а не урезанную. Сила - это массовый расход умноженный на разницу скоростей:

F = Gm * (V - Vo)

Эту разницу скоростей течения воды -- от нулевой (Vo = 0) в цистерне до скорости течения V в шланге -- обеспечивает помпа и больше никто.
Вот для помпы верно F = Gm * V. ( Vo = 0 )
Внутри шланга разница скоростей не возникает (трение не расматриваем). С какой скоростью V помпа загнала воду в шланг с одной стороны, с той же скоростью V она (водa) и вылетает с другой стороны. F = Gm * ( V - V ) = Gm * 0 = 0.

Так что получается то же самое: силе реакции на шланг взяться неоткуда.

Если совсем полно, то Vo это скорость полета и эта формула справедлива для ВРД, для ЖРД, например, уже нет. Там скорость полета не важна, только скорость истечения. Да и для ВРД есть исключения, я уже приводил гдето в родственных темах цитату из работ с участием Богданова, где тяга ВРД имелась и на скоростях полета ввше скорости истечения. Как раз, что характерно, в системах имеющих длиный канал в котором движеться масса газа. В предельном случае можно рассматривать самолет движущийся между ДВУМЯ сечениями невозмущенной среды спреди и позади аппарата. В этом случае итоговое ускорение будет ноль. Обьяснением движения будет 3й закон Ньютона, самолет можео бубет представить туристом на навесной переправе перемещающимся по веревке изза перебирания руками. 😉

 

[Anatoliy.]

Если совсем полно, то Vo это скорость полета и эта формула справедлива для ВРД, для ЖРД, например, уже нет.

Эта формула справедливы всегда и применима к любому движителю в котором используется отбрасывание неких масс.
Дело в том, что эту формулу истолковывают не совсем правильно.
Та разница скоростей в скобочках , которую в формуле F = Gm * (V - Vo), величают как (V - Vo) есть не что иное как то приращение скорости ∆V сообщаемая тем нагнетателем.
Напомню, в той формуле скорость истечения реактивной струи обозначили символом V, а скорость полета как Vo
Другими словами формулу следует писать не так: F = Gm * (V - Vo), а так: F = Gm * ∆V
А в самом массовом расходе воздуха (в нашем случае) следует принимать не скорость полета Vo , а итоговую скорость в плоскости нагнетателя, которая равна, в точном виде, как сумма скорости полета и той скорости приращения сообщаемая тем нагнетателем: Vo+∆V

Исходя из выше написанного вытекает вывод, что если брать случай с ЖРД , то Формула как выглядела F = Gm * ∆V для ВРД, так и будет выглядеть и для ЖРД.

 

[JohnDoe]

Эта формула справедливы всегда и применима к любому движителю в котором используется отбрасывание неких масс.
Дело в том, что эту формулу истолковывают не совсем правильно.
Та разница скоростей в скобочках , которую в формуле F = Gm * (V - Vo), величают как (V - Vo) есть не что иное как то приращение скорости ∆V сообщаемая тем нагнетателем.
Напомню, в той формуле скорость истечения реактивной струи обозначили символом V, а скорость полета как Vo
Другими словами формулу следует писать не так: F = Gm * (V - Vo), а так: F = Gm * ∆V
А в самом массовом расходе воздуха (в нашем случае) следует принимать не скорость полета Vo , а итоговую скорость в плоскости нагнетателя, которая равна, в точном виде, как сумма скорости полета и той скорости приращения сообщаемая тем нагнетателем: Vo+∆V

Исходя из выше написанного вытекает вывод, что если брать случай с ЖРД , то Формула как выглядела F = Gm * ∆V для ВРД, так и будет выглядеть и для ЖРД.

Это попытка получить некую универсальную формулу для всего.
ВРД берет рабочее тело из окружающей среды и в нее же возвращает. ЖРД таскает запас рабочего тела с собой. Потому для ВРД важна разность скоростей, а для ЖРД только скорость истечения. Если для полетов в космосе научатся собирать межзвездный газ, греть его в реакторе и ввбрасывать из сопла, то для таких "космолетов" тут же станет актуальной формула тяги ВРД.
Имху

 

[Anatoliy.]

Это попытка получить некую универсальную формулу для всего.
ВРД берет рабочее тело из окружающей среды и в нее же возвращает. ЖРД таскает запас рабочего тела с собой. Потому для ВРД важна разность скоростей, а для ЖРД только скорость истечения. Если для полетов в космосе научатся собирать межзвездный газ, греть его в реакторе и ввбрасывать из сопла, то для таких "космолетов" тут же станет актуальной формула тяги ВРД.
Имху

Вы не поняли главного.

Формулы, всегда точно описывают те процессы, для которых они были выведены.
Формула была выведена для реактивной тяги еще до того как появились ВРД и ЖРД.
И не важно откуда берут рабочее тело, то ли из баков на борту, то ли из окружающей среды.
Не обязательно рабочее тело (воздух) подавать в движитель строго по направлению полета.
Можно по конструктивным соображениям забирать воздух с боковой поверхности.
От этого реактивная тяга не измениться потому, что в формулу тяги подставляют массовый расход воздуха и умножают его не на разность скоростей, а на приращение скорости.
Это со стороны выглядит почти одинаково, то ли отнять от скорости реактивной струи скорость полета, то ли сразу пользоваться приращением скорости.
Но скорость то величина векторная.
Как Вы определите разницу векторов скорости полета если сам самолет пока еще не летит да ещё при условии забора воздуха не по курсу, и скорости истечении реактивной струи не вдоль полета, а при отклонении сопла двигателя для вертикального взлета?

 

[JohnDoe]

Вы не поняли главного.

Формулы, всегда точно описывают те процессы, для которых они были выведены.
Формула была выведена для реактивной тяги еще до того как появились ВРД и ЖРД.
И не важно откуда берут рабочее тело, то ли из баков на борту, то ли из окружающей среды.
Не обязательно рабочее тело (воздух) подавать в движитель строго по направлению полета.
Можно по конструктивным соображениям забирать воздух с боковой поверхности.
От этого реактивная тяга не измениться потому, что в формулу тяги подставляют массовый расход воздуха и умножают его не на разность скоростей, а на приращение скорости.
Это со стороны выглядит почти одинаково, то ли отнять от скорости реактивной струи скорость полета, то ли сразу пользоваться приращением скорости.
Но скорость то величина векторная.
Как Вы определите разницу векторов скорости полета если сам самолет пока еще не летит да ещё при условии забора воздуха не по курсу, и скорости истечении реактивной струи не вдоль полета, а при отклонении сопла двигателя для вертикального взлета?

Если сам самолет не летит, то скорость полета равна нулю и масслвый рксход умножается на скорость истечения.
В полете можно забирать воздух как хочется, хоть сзади, будет некоторая потеря общей тяги за счет потери тяги создаваемой воздухозаборником. Общая тяга все равно будет исчисляться от разеицы скоростей полета и истечения.
При отклонении струи от оси полета(ну, мало ли, например на переходном режиме СВВП) тягу горизонтальную вымчитаем из разницв скоростей помножкнной на косинус угла отклонения.
Не вижу проблемм. Желаете юзать дельтуV? На здоровье, я же буду пользовать привычное написание формулы тяги.

 

[Anatoliy.]

В полете можно забирать воздух как хочется, хоть сзади, будет некоторая потеря общей тяги за счет потери тяги создаваемой воздухозаборником. Общая тяга все равно будет исчисляться от разеицы скоростей полета и истечения.
При отклонении струи от оси полета(ну, мало ли, например на переходном режиме СВВП) тягу горизонтальную вымчитаем из разницв скоростей помножкнной на косинус угла отклонения.

Гениально!
А с какой это стати Вы наделили только одну ВЕКТОРНУЮ скорость истечения реактивной струи способностью "скрещиваться" с косинусом??????
В той формуле есть еще одна ВЕКТОРНАЯ скорость полета.
Что же это Вы так её несправедливо обделили такой способностью?

И разберем подробнее Ваши же слова: "переходном режиме СВВП) тягу горизонтальную вычитаем из разницы скоростей помноженной на косинус угла отклонения."
Значит, по Вашему если реактивную струю повернутую на 90 градусов и помножить на косинус 90 градусов, то есть на НОЛЬ, то реактивная тяга совсем обратится в НОЛЬ ?
Не, я не про ту векторную составляющую вдоль нулевого угла, которая при этом законно обращается в ноль с тем воздействием косинуса.
Я про реактивную тягу ВРД которая будет перпендикулярна тому продольному направлению.

 

[Anatoliy.]

Если сам самолет не летит, то скорость полета равна нулю и масслвый рксход умножается на скорость истечения.
В полете можно забирать воздух как хочется, хоть сзади, будет некоторая потеря общей тяги за счет потери тяги создаваемой воздухозаборником. Общая тяга все равно будет исчисляться от разеицы скоростей полета и истечения.

Ну Вы и даете.
Мне особенно понравилась Ваша фраза которую я выделил жирным шрифтом.
Давайте поступим так.
Возьмем маленький ВРД и спрячем его в салоне самолета, а сопло высунем за пределы фюзеляжа.
Теперь полетим с некой скоростью.
Запустим тот маленький ВРД в салоне.
Ясно, что воздух этот ВРД будет забирать из пространства салона самолета, а возмещение объема воздуха будет происходить через всевозможные щели в фюзеляже.
Так как надо правильно применить ту формулу с разностью скорости полета и скоростью истечения реактивной струи?

 

[tern]

Если совсем полно, то Vo это скорость полета и эта формула справедлива для ВРД, для ЖРД, например, уже нет

Так ЖРД и не использует внешнее рабочее тело потому и несправедлива.

И разумеется, формула F = Gm * (V - Vo ) справедлива для любого реактивного движения с внешним рабочим телом, потому, что она является в точности 2-ым законом Ньютона F = m*a, просто записанной в других обозначениях -- с учётом скорости движения внешнего тела Vo.

В то время как формула F = m*a универсальна.

Предлагаю вернуться к здравому смыслу и перестать рассматривать пожарный шланг с водой в качестве реактивного двигателя. Никакой тяги от пассивного протекания в нём воды шланг не испытывает.

 

[Anatoliy.]

Предлагаю вернуться к здравому смыслу и перестать рассматривать пожарный шланг с водой в качестве реактивного двигателя. Никакой тяги от пассивного протекания в нём воды шланг не испытывает.

Что Вы подразумеваете под понятием пожарный шланг?

1. Это трубка из тряпочки пропитанная резиной без воды в ней?
2. Это та же тряпочная трубочка, но уже наполненная водой?
3. Это опять таки та же тряпочная трубочка, внутри которой под напором движется вода и вытекает из одного из концов трубки?

Е еще вопросы.
4. Почему Вы так настойчиво хотите приложить силу реактивной реакции к тому, что не создает той самой реактивной силы?
5. В какой точке торца трубы пожарного шланга Вы стараетесь обнаружить отсутствие силы приложенной вовсе не к тряпочке пожарного шланга?

 

[Anatoliy.]

Эту разницу скоростей течения воды -- от нулевой (Vo = 0) в цистерне до скорости течения V в шланге -- обеспечивает помпа и больше никто.
Вот для помпы верно F = Gm * V. ( Vo = 0 )
Внутри шланга разница скоростей не возникает (трение не расматриваем). С какой скоростью V помпа загнала воду в шланг с одной стороны, с той же скоростью V она (водa) и вылетает с другой стороны. F = Gm * ( V - V ) = Gm * 0 = 0.

Вы меня просто поражаете своим умом и сообразительностью как та птица говорун.
Следуя Вашей логике и в самой помпе не должна обнаруживаеться реактивная сила.
Вот с помпой всё просто ибо нельзя свалить вину на сжимаемость воды в помпе.
А раз так, то скорость перед помпой и после неё одинакова.
И прикладывая Ваш же вердикт приклеенный к выходу пожарного шланга F = Gm * ( V - V ) = Gm * 0 = 0.,
никакой реактивной силы быть не может.
Так к чему в таком Вашем мировосприятии приложена реактивная сила?
Для облегчения ответа я прикладываю пару фото такой помпы в которой "не пойми к чему" приложена реактивная сила.

 

[tern]

Что Вы подразумеваете под понятием пожарный шланг?

Ответ номер 3

Е еще вопросы.
4. Почему Вы так настойчиво хотите приложить силу реактивной реакции к тому, что не создает той самой реактивной силы?
5. В какой точке торца трубы пожарного шланга Вы стараетесь обнаружить отсутствие силы приложенной вовсе не к тряпочке пожарного шланга?

Вопросы бессмысленные.

Я уже сказал, что в системе (помпа)-(прямой шланг)-(прямая насадка) реактивная сила прилагается к помпе и ни к чему более. Потому, что помпа - единственное что даёт воде приращение импульса.
Всё остальное, что идёт от меня - это доказательство того, что ни на прямой насадке, ни на произвольном участке шланга без насадки, ни на шланге целиком -- реактивной силы приложено не будет.

 

[tern]

Вы меня просто поражаете своим умом и сообразительностью как та птица говорун.
Следуя Вашей логике и в самой помпе не должна обнаруживаеться реактивная сила.

А вы поражаете умением болтать демагогию и приписывать людям то, что из их слов не следует. Помпа даёт приращение скорости массе воды, следовательно помпа обязана испытывать реактивную тягу. Я на протяжении нескольких страниц упираю именно на факт необходимости приращение скорости, а вы тут из себя умника корчите.

 

[JohnDoe]

Ну Вы и даете.
Мне особенно понравилась Ваша фраза которую я выделил жирным шрифтом.
Давайте поступим так.
Возьмем маленький ВРД и спрячем его в салоне самолета, а сопло высунем за пределы фюзеляжа.
Теперь полетим с некой скоростью.
Запустим тот маленький ВРД в салоне.
Ясно, что воздух этот ВРД будет забирать из пространства салона самолета, а возмещение объема воздуха будет происходить через всевозможные щели в фюзеляже.
Так как надо правильно применить ту формулу с разностью скорости полета и скоростью истечения реактивной струи?

Анатолий, мы поступим проще. Вв останетесь со саоими гениальными идеями "в салоне с маленьким ВРД", а я у себя, без всей этой дичи. Мне просто лень разводить в... ндцатый раз всю эту бодягу теперь и с Вами. Считайте как Вам угодно, с косинусми и без, пишмте новую физику, заклепывайте сопла в ноль и прочее. Надоело.

 

[Ромашчандр]

Ндааа, ваш спор покруче истории самолёта с беговой дорожкой будет

 

[tern]

А раз так, то скорость перед помпой и после неё одинакова.

А не надо использовать детское представление о помпе, состоящей из одной лишь крыльчатки. Иначе дойдете до того, что бак из которогo помпа сосет воду станет "реактивным двигателем"

На тех картинках реактивная сила взаимодействия с водой приложена ко всему, что изменяет импульс этой самой воды, в том числе и ee направление.

Давайте сначала разберемся хотя бы с простейшим прямолинейным случаем.

 

[Anatoliy.]

А вы поражаете умением болтать демагогию и приписывать людям то, что из их слов не следует. Помпа даёт приращение скорости массе воды, следовательно помпа обязана испытывать реактивную тягу. Я на протяжении нескольких страниц упираю именно на факт необходимости приращение скорости, а вы тут из себя умника корчите.

В каком месте помпа сообщает дополнительную скорость водяному потоку при условии, что вода не сжимаемая и скорость перед помпой равна скорости за помпой, говорун Вы наш несравненный?
Если помпа испытывает ту реактивную силу, то не следует забывать что сила есть векторная величина.
И в какую сторону направлена эта реактивная сила воздействующая по Вашему разумению на помпу?
Я же Вам специально выложил пару фотографий этой самой помпы в которой реактивная сила вовсе не приложена к помпе.
Это я сделал в надежде, что Вы вначале подумаете, а потом решите не писать глупости.
Жаль, мои надежды не оправдались.
Как говорят, "не в коня корм".

 

[Anatoliy.]

А не надо использовать детское представление о помпе, состоящей из одной лишь крыльчатки.

А мне как то по барабану как устроена помпа, хоть осевой нагнетатель, хоть радиальный , хоть поршневой, хоть просто из емкости газированная вода.
Отнеситесь к помпе как к черному ящику.
А в черном ящике черт знает что находится, и нам до этого не должно быть ни какого интереса.
Качает она и пусть качает с помощью какой то неведомой природой.

 

[Anatoliy.]

Анатолий, мы поступим проще.

Сообщу Вам страшную тайну физики, которую знают все школьники.
Обязательным условием истечения воздушной среды из сопла является хоть какое то превышение давления в сопле по отношению к окружающему давлению.
Надеюсь, что Вы с этим не будете спорить.
Поскольку при иной разнице давления окружающий воздух направится в сопло, то ли пожарного шланга, то ли в ВРД.
Так вот, если из сопла будет всё таки истекать воздушная (водяная) струя, то возникнет ОБЯЗАТЕЛЬНО реактивная сила, которая будет равна произведению массового расхода умноженного на скорость истечения этой самой реактивной струи даже если её скорость будет меньше скорости полета.
Вы поначалу возмутитесь, ибо это противоречит Вашему представлению правильности Вашей формулы реактивной силы.
Но не спешите свои возмущения выплескивать не подумавши.
Вот для затравки.
Скорость истечения газов из ракетного двигателя около 2 - 4 км/с.
А с помощью таких двигателей разгоняют космические аппараты до второй космической скорости, которая примерно равна 16 км/с.
Понимаете, формулу реактивной тяги предъявили физики задолго до появления и ракетных двигателей, и ВРД.
Эта формула универсальна и описывает любую реактивную силу.
А в ВРД рабочее тело берут из вне, и если этот ВРД движется, то в него попадает большая секундная масса, что облегчает работу ВРД как и несущего винта при косой обдувке.