От SSC
К jazzist
Дата 10.09.2020 09:43:04
Рубрики WWII; ВВС;

Большое спасибо! Будем изучать...

Здравствуйте!
>
>>Каким образом в СССР и другие страны попала из США эта технология? Было ли это покупкой комплекта ноу-хау с методиками расчёта, по аналогии с профилями, или просто статья в научном журнале, по которой уже все остальные стали придумывать что-то похожее?
>
>>Вопрос, собственно - были ли доступны за пределами США (и в СССР) первичные данные экспериментов Тауненда и Вейка?
>
>Очень просто - это открытые данные, широко обсуждавшиеся в печати тех лет. Выходили отчеты НАКА, НАКА их просто продавало всем желающим, покупай и будь счастлив. Много статей выходило в соотв. периодике, совершенно открытой. Методики расчетов тогда были грубоватые, но они приводились, идеи в статьях и отчетах излагались всему миру понятные. Скажем, если в 1937 г выходил рипот НАКи, то 100% в начале 38-го он уже имелся на бумаге в Москве, не говоря уже о журналах.

Могло ли так случиться, что NACA к концу 1930х, когда запахло порохом, стало придерживать и/или искажать часть данных?

Почему возник такой вопрос - в конце 30х одновременно в СССР и Японии внезапно возникло сильнейшее желание ужать звёзды в диаметре до 1200мм и менее. В СССР это вылилось в итоге в предпочтение двигателей водяного охлаждения, с известными проблемами развития, а японцы долбились в сокращение диаметров с самурайской настойчивостью и в конце концов впихнули 18 цилиндров даже в 1180 мм (Хомаре, ЕМНИП) - закономерно, это счастье до конца войны стабильно так и не заработало.

Американцы в это же время вполне удовлетворялись 1300+-мм.

>Если глянуть на раскапотированные ВМГ Тандерболта или Корсара, то там эти принципы в явном виде демонстрируются. В СССР дефлектированием по итогу занимались двигателисты, а капотированием самолетчики, как на Западе не знаю. Такой ситуации, что вот тебе мотор и к нему капот, её по-моему, ни тут, ни там не было.

Сейчас читаю на сайте NASA историю капотов NACA - капотами, как минимум, плотно занимался PW. Так что не исключено, что капотированием в США (не не в других странах Запада) занимались сами двигателисты - это многое бы объяснило в успехах амерских 18-цилиндровых звёзд. Буду искать дальше.

>за длинный текст извиняюсь

Да нет, очень интересно, спасибо большое.

С уважением, SSC
От jazzist
К SSC (10.09.2020 09:43:04)
Дата 11.09.2020 13:38:50

Re: Большое спасибо!

>Могло ли так случиться, что NACA к концу 1930х, когда запахло порохом, стало придерживать и/или искажать часть данных?

там после серии экспериментов группы Теодорсена уже нечего было исследовать. Капотирование в те времена это эмпирическое экспериментальное дело. Принципы ясны, далее просто работа на конкретных машинах. Всё имелось в открытой печати.

>Почему возник такой вопрос - в конце 30х одновременно в СССР и Японии внезапно возникло сильнейшее желание ужать звёзды в диаметре до 1200мм и менее. В СССР это вылилось в итоге в предпочтение двигателей водяного охлаждения, с известными проблемами развития, а японцы долбились в сокращение диаметров с самурайской настойчивостью и в конце концов впихнули 18 цилиндров даже в 1180 мм (Хомаре, ЕМНИП) - закономерно, это счастье до конца войны стабильно так и не заработало.

Про японцев не знаю, а у нас правильно делали. Потому, что понимали - полностью с нуля нового двигателя до начала войны уже не будет. Поэтому Швецов и начал свои работы, отталкиваясь от М-25. Мидель первичен относительно капотирования. Уменьшая мидель добиваешься большего, чем любым капотом.


>Американцы в это же время вполне удовлетворялись 1300+-мм.

ничего они не удовлетворялись. За флот не буду говорить, он водяное охлаждение отвергал, а ВВС просто перешли на Аллисон, во-первых, и на перспективный R-2800, во-вторых. Они вообще в 1940-41 гг похерили истребители с однорядными 9-цилиндровыми и плевать им было даже на турбокомпрессоры на этих моторах. Такие самолеты были им больше не нужны, более 550 с них не выжмешь.

В СССР ставка на М-63 и М-88 тупик. М-63 мог помочь "ишаку", но помог не в полной мере, по причине безалаберности. М-88 всё равно был бы заменен швецовскими двухрядными. Все эти альтернативы М-105 это шило и мыло, не более.

ша-ба-да-ба-да фиА...
От SSC
К jazzist (11.09.2020 13:38:50)
Дата 11.09.2020 15:00:40

Re: Большое спасибо!

Здравствуйте!

>>Могло ли так случиться, что NACA к концу 1930х, когда запахло порохом, стало придерживать и/или искажать часть данных?
>
>там после серии экспериментов группы Теодорсена уже нечего было исследовать. Капотирование в те времена это эмпирическое экспериментальное дело. Принципы ясны, далее просто работа на конкретных машинах. Всё имелось в открытой печати.

А откуда, например, пошли заявление советских ответственных товарищей в 1939-40 типа "двигатели возд.охл-я с капотом NACA на скоростях выше 500 км/ч применять нецелесообразно ввиду большого сопротивления" (почти дословная цитата)? Время было суровое, трудно поверить что под такие заявления не подкладывались бумаги.

>Уменьшая мидель добиваешься большего, чем любым капотом.

Это как-то отражено в выводах NACA?

>>Американцы в это же время вполне удовлетворялись 1300+-мм.
>
>ничего они не удовлетворялись. За флот не буду говорить, он водяное охлаждение отвергал, а ВВС просто перешли на Аллисон, во-первых, и на перспективный R-2800

R-2800 имел диаметр 1342 мм, и это был основной мотор ИА в штатах.

>В СССР ставка на М-63 и М-88 тупик. М-63 мог помочь "ишаку", но помог не в полной мере, по причине безалаберности. М-88 всё равно был бы заменен швецовскими двухрядными. Все эти альтернативы М-105 это шило и мыло, не более.

Замена М-105 на М-63 при прочих равных нелепа, разумеется.

С уважением, SSC
От jazzist
К SSC (11.09.2020 15:00:40)
Дата 11.09.2020 16:07:07

Re: Большое спасибо!

>А откуда, например, пошли заявление советских ответственных товарищей в 1939-40 типа "двигатели возд.охл-я с капотом NACA на скоростях выше 500 км/ч применять нецелесообразно ввиду большого сопротивления" (почти дословная цитата)? Время было суровое, трудно поверить что под такие заявления не подкладывались бумаги.

Товарищей везде (не только у нас) была и есть хренова гора. По части мнений ситуация, когда "товарищ товарищу не товарищ", повсеместна, причем в официальных бумагах.


>>Уменьшая мидель добиваешься большего, чем любым капотом.

>Это как-то отражено в выводах NACA?

а зачем тут НАКА, если это просто основы основ?

>>>Американцы в это же время вполне удовлетворялись 1300+-мм.

>>ничего они не удовлетворялись. За флот не буду говорить, он водяное охлаждение отвергал, а ВВС просто перешли на Аллисон, во-первых, и на перспективный R-2800

>R-2800 имел диаметр 1342 мм, и это был основной мотор ИА в штатах.

дык, берем моторы R-1820 1100 взлетной, М-63 1100, R-2800 2000 и М-82 1700.
их габаритные диаметры 1397, 1375, 1342 (у меня в книжке правда 1333, но эта разница фигня) и 1260 мм

получаем 718, 741, 1414 и 1363 л.с./м2.

спрашивается, зачем американцам упираться в диаметр? у R-2800 еще и модернизационный потенциал высокий. А в СССР 1940-го такой R-2800 только во сне.

ша-ба-да-ба-да фиА...
От SSC
К jazzist (11.09.2020 16:07:07)
Дата 11.09.2020 20:45:37

Давайте посчитаем

Здравствуйте!

>>>Уменьшая мидель добиваешься большего, чем любым капотом.
>
>>Это как-то отражено в выводах NACA?
>
>а зачем тут НАКА, если это просто основы основ?

У звезды три основных компонента сопротивления: обтекание картера, обтекание головок цилиндров с дефлекторами, внешнее обтекание обечайки входа (считаем что выход сделан идеально).
Картер расположен за коком винта, допустим там процентов 10 от общего сопротивления.
Внешнее обтекание обечайки - тоже допустим процентов 10.
Основное сопротивление - обтекание головок в лабиринте дефлекторов. Больше головок - больше сопротивление. Т.е., при равном диаметре, у 9-цилиндровой звезды сопротивление при изложенных выше допущениях будет быть процентов 60 от сопротивления 18-цилиндровой. У 14-цилиндровой что-то промежуточное, процентов 80.

Далее, при равном количестве цилиндров уменьшаем диаметр двигателя за счёт уменьшения хода поршня "дельта": уменьшается в диаметре картер на ~(2.6...3)*дельта, уменьшаются в высоте цилиндры на 2*дельта, уменьшается диаметр обечайки на примерно 5*дельта. При сохранении мощности цилиндра, головки с лабиринтом дефлекторов остаются такие же (вырастают обороты).

Что в итоге по сопротивлению?: например М-82 против М-81. Диаметр обечайки уменьшается с 1380 до 1260 - сопротивление видимо уменьшается квадратично, т.е. на 17% - или минус 1.7% от общего сопротивления. Диаметр картера уменьшается примерно с 500 до 450, т.е. (квадратично) примерно на 20% - или минус 2% от общего сопротивления. Высота цилиндра уменьшается на примерно 20мм - сколько это даст уменьшения мне даже трудно оценить - допустим минус 1% от общего. Сопротивление головок остаётся прежним.

Итого, переход от М-81 на М-82 даёт оценочно минус 6% общего сопротивления. Стоит ли это геморроя? Вряд ли, там одно корявое (в силу обстоятельств) капотирование Ла-5 в разы больше добавило, если не на порядок.

>>>>Американцы в это же время вполне удовлетворялись 1300+-мм.
>
>>>ничего они не удовлетворялись. За флот не буду говорить, он водяное охлаждение отвергал, а ВВС просто перешли на Аллисон, во-первых, и на перспективный R-2800
>
>>R-2800 имел диаметр 1342 мм, и это был основной мотор ИА в штатах.
>
>дык, берем моторы R-1820 1100 взлетной, М-63 1100, R-2800 2000 и М-82 1700.
>их габаритные диаметры 1397, 1375, 1342 (у меня в книжке правда 1333, но эта разница фигня) и 1260 мм
>получаем 718, 741, 1414 и 1363 л.с./м2.
>спрашивается, зачем американцам упираться в диаметр?

А зачем в диаметр упёрлись японцы? Их 18 цилиндровые двухтысячники: Хомаре - 1180мм, перспективный Ха-43 - 1230мм. Зачем в диаметр упёрлись в СССР, так, что по оценкам 1939-40 даже М-71 бесперспективен для истребителя, а М-90 с натягом?

Технологический лидер к диаметру 1300+ относится спокойно, а два доходяги упираются.

С уважением, SSC
От jazzist
К SSC (11.09.2020 20:45:37)
Дата 13.09.2020 01:43:05

Да не...

я такую сложную вещь, как изменение сопротивление мотора в капоте при изменении его диаметра даже и не возьмусь прикидывать, это надо справочниками по сопротивлениям обложиться... да это и не нужно, там другая система, сейчас постараюсь объяснить. У Вас сам самолет выпал из рассмотрения.

>У звезды три основных компонента сопротивления: обтекание картера, обтекание головок цилиндров с дефлекторами, внешнее обтекание обечайки входа (считаем что выход сделан идеально).

Когда Швецов задумал уменьшить диаметр М-81 он боялся конкуренции с М-90, который 1300 изначально. Под этот М-90 и Поликарпов И-185 задумал, и Кочеригин проектировал, и еще кто-то. а завязка самолета как шла? Уже в 30-е годы проектирование сильно опиралось на статистику созданных и летавших самолетов. Проектант знает диаметр мотора, значит знает диаметр фюзеляжа, который может себе позволить, значит примерно знает его длину и форму, фюзеляж ведь старались приблизить к известным из аэрогидромеханики удобообтекаемым телам. У них вполне известные пропорции. Потом он примерно представляет себе как распределятся веса, прикидывает площадь крыла, оперения и где оно окажется. После этого он знает примерно площадь омываемой поверхности (про которую ниже NV упоминал) и, примерно представляя себе геометрию и рассчитывая на какой-то профиль, оценит общее сопротивление при нулевой подъемной силе Cх0. От мощности, площади и Сх0 получится Vмах. Уменьшаем диаметр мотора - всё начнет на сколько-то уменьшаться (это уже от требований, концепции и идей конструктора зависит), весь самолет. По какому критерию мотор выбирать? Да по простейшему - число лошадей на ед. площади его поперечника.

Потому Швецов и забеспокоился, он же не знал, что с М-90 будут проблемы, а техника уже проектируется под М-90, а не под М-71 и 81. Поди ее потом переделай... И нет его моторов на перспективных моделях... Вот чего я не понимаю, так это того что почему-то, невзирая на постоянные трудности с запорожскими производными Гнома, верили в М-90 аж 18-цилиндровый, а Швецова с М-71 не трогали и нервов ему не трепали. Магия цифр. При 1300 мм и 1950 л.с. по заданию М-90 давал почти 1470 л.с./м2, М-71 давал 1347, так... запасной вариант, потому и не дёргали Швецова. Как будто опыта 30-х, когда с доморощенными мощными моторами провалились в яму было мало...

А американцы хорошо представляли себе, что получат R-2800. И чего им париться с диаметрами, если там в базовом варианте больше 1400 сил/м2? И резервы гарантированно будут. Они тупо задробили все работы того же Рипаблика с другими двигателями.


>А зачем в диаметр упёрлись японцы? Их 18 цилиндровые двухтысячники: Хомаре - 1180мм, перспективный Ха-43 - 1230мм. Зачем в диаметр упёрлись в СССР, так, что по оценкам 1939-40 даже М-71 бесперспективен для истребителя, а М-90 с натягом?

>Технологический лидер к диаметру 1300+ относится спокойно, а два доходяги упираются.

Потому, что технологический лидер был твердо уверен, что его технологии позволят воплотить необходимую термодинамику и механика не подведёт. А аутсайдеры точно знали, что у них уже ничего принципиально нового не успеет появиться и надо работать с тем, что уже есть. И вариантов тут остается мало - растить ряды, уменьшать диаметр.


>С уважением, SSC
ша-ба-да-ба-да фиА...
От SSC
К jazzist (13.09.2020 01:43:05)
Дата 15.09.2020 01:37:41

Re: Да не...

Здравствуйте!

>я такую сложную вещь, как изменение сопротивление мотора в капоте при изменении его диаметра даже и не возьмусь прикидывать, это надо справочниками по сопротивлениям обложиться...

Тут вопрос не в точных цифрах, а в качественном соотношении. Если основное сопротивление создают цилиндры с дефлекторам - это очень сильно меняет всю систему взглядов на звёзды.

>Проектант знает диаметр мотора, значит знает диаметр фюзеляжа, который может себе позволить

Это мне не понятно. Были самолёты, у которых диаметр фюзеляжа больше чем мотора, были у которых меньше - т.е. не было линейной привязки диаметров мотора и фюзеляжа. Опыт уже к середине 1930х был приличный, все конструктора это явно понимали.

>Уменьшаем диаметр мотора - всё начнет на сколько-то уменьшаться (это уже от требований, концепции и идей конструктора зависит), весь самолет.

Тот же B5N, с которого началась ветка - на одном фюзеляже сначала был мотор шире его в диаметре, а потом наоборот меньше диаметром.

>По какому критерию мотор выбирать? Да по простейшему - число лошадей на ед. площади его поперечника.

Подход, естественный для НИИ ВВС или чиновника НКАП, но конструктора с опытом явно же должны были понимать нюансы.

>А американцы хорошо представляли себе, что получат R-2800. И чего им париться с диаметрами, если там в базовом варианте больше 1400 сил/м2? И резервы гарантированно будут.

Насчёт гарантированно - это Вы зря. 2800й был мотором весьма предельным, и форсирование его шло очень тяжело. Причём предельность была понятна сразу - PW имел уже очень развитые методики проектирования. Райтовский R-3360 вообще до нормальной работы доводили всю войну, на Японию суперкрепости летали с подгорающими двигателями, там потери от неисправностей был больше чем от истребителей.

>Они тупо задробили все работы того же Рипаблика с другими двигателями.

Так конкурентов у PW и не было.

>>А зачем в диаметр упёрлись японцы? Их 18 цилиндровые двухтысячники: Хомаре - 1180мм, перспективный Ха-43 - 1230мм. Зачем в диаметр упёрлись в СССР, так, что по оценкам 1939-40 даже М-71 бесперспективен для истребителя, а М-90 с натягом?
>
>>Технологический лидер к диаметру 1300+ относится спокойно, а два доходяги упираются.
>
>Потому, что технологический лидер был твердо уверен, что его технологии позволят воплотить необходимую термодинамику и механика не подведёт.

Вы всё же преувеличиваете степень уверенности американцев, судя по тому что я читал - таких ощущений у них в 1941 не было. Нет, я уверен, что спокойствие по поводу диаметров базировалось на аэродинамических исследованиях NACA.

С уважением, SSC
От bedal
К SSC (10.09.2020 09:43:04)
Дата 10.09.2020 11:32:50

нет возможности/способности проработать аэродинамику- идут простым путём миделя (-)