От badger
К Дм. Журко
Дата 14.03.2004 22:12:34
Рубрики Современность; ВВС;

Re: Простые ответы

>Опасность катастрофического перехлёста лопастей в скоростных манёврах: при обдувании встречным потоком отступающая лопасть верхнего ротора «проседает», а наступающая нижнего «подскакивает».

А что мешает разнести лопасти верхнего и нижнего винта по шагу, дабы избежать перехлеста? То есть что бы даже поднявшеся вверх нижняя лопасть не встречала опустившуюся верхнюю? Жесткость в плоскости винта у лопастей вроде должна быть намного выше, нежели поперек?

> а у схемы «Ка» нижний ротор всегда находится в таком потоке верхнего.

А вроде у соосных противовращающихся винтов КПД должно быть выше чем у одного винта? По крайне мере на самолётах так(там возможно играет роль ограниечение по диаметру, но всё-таки с точки зрения логики закрученный с верхнего винта поток имеет большую скорость встречи с лопастью нижненего винта - соответственно большую подъемную силу)?


>+ Симметричная и простая схема с перекрещивающимися роторами, очень подходящая для лёгких аэрокранов — Kaman K-MAX.

А кстати на первый взгляд очень простая и надежная схема, видимо более легкая и дешёвая в производстве нежели камовская - почему у нас не используют, какие-то специфические недостатки у неё есть?
От Дм. Журко
К badger (14.03.2004 22:12:34)
Дата 14.03.2004 23:18:49

Re: Простые ответы

Здравствуйте, уважаемый badger.

>А что мешает разнести лопасти верхнего и нижнего винта по шагу, дабы избежать перехлеста? То есть что бы даже поднявшеся вверх нижняя лопасть не встречала опустившуюся верхнюю?

Так они именно «разнесены» автоматом перекоса. В традиционном случае идущая вверх лопасть жёстко, механически меняет шаг на меньший. Просто тяга крепится перед кромкой лопасти на рычаге. Вот только динамика _очень_ сложная, намного сложнее совсем непростой динамики одиночного ротора.

Впрочем, я уже описывал разновидность схемы со специальным автоматом, где подъёмную силу создают только наступающие лопасти. Так пытались уменьшить промежуток между роторами. Замечу, что тогда о влиянии закручивания потока на КПД можно забыть.

>Жесткость в плоскости винта у лопастей вроде должна быть намного выше, нежели поперек?

Не пойму я Вас. Представьте, что там вообще никакой «жёсткости» нет. Лопасть работает только на растяжение и кручение. В диск её вытягивает центробежная сила — главная, наибольшая сила на лопасти. Иногда, правда, от чистоты этой схемы отходят, но не на соосных вертолётах «Ка», насколько осведомлён.

>> а у схемы «Ка» нижний ротор всегда находится в таком потоке верхнего.
>А вроде у соосных противовращающихся винтов КПД должно быть выше чем у одного винта?

Да, немного. Я после поправился. Но «при прочих равных», а они не равны. Скажем КПД лопасти большего удлинения должно быть выше или, скажем, потери, на которые создатели вертолёта готовы идти, чтобы снизить шум и тряску, настолько частенько велики, что не до процентов КПД. То сеть это предмет ответственного анализа, а не моих досужих рассуждений.

>По крайне мере на самолётах так(там возможно играет роль ограниечение по диаметру, но всё-таки с точки зрения логики закрученный с верхнего винта поток имеет большую скорость встречи с лопастью нижненего винта - соответственно большую подъемную силу)?

Это всегда хорошо? Или только на висении? Или в чём-то плохо всегда для сложной и гибкой динамической системы просто потому, что она становится ещё сложнее?

На самолётах применяют жёсткие соосные винты в прямом потоке, но и там выигрыш неочевиден, что мы и наблюдаем — предпочитают один диск. Впрочем, я пишу лишь о своих наблюдениях.

>>+ Симметричная и простая схема с перекрещивающимися роторами, очень подходящая для лёгких аэрокранов — Kaman K-MAX.
>А кстати на первый взгляд очень простая и надежная схема, видимо более легкая и дешёвая в производстве нежели камовская - почему у нас не используют, какие-то специфические недостатки у неё есть?

У нас потому, что КБ у нас 2, остальные «не добежали» и поиски прекратились давным-давно.

Недостатки? Это моя любимая схема... Извольте.
1) Трудно вообразить число лопастей большее 4, для более тяжёлого мало.
2) Роторы всё же работают в возмущённом потоке, будут, полагаю, громкие хлопки и тряска от пересечения лопастью следа лопасти другого ротора. Правда они вращаются в одну сторону, но в поступательном полёте всё усложняется. Хотя полная симметрия сохраняется!

Дмитрий Журко
От badger
К Дм. Журко (14.03.2004 23:18:49)
Дата 16.03.2004 08:22:45

Re: Простые ответы

>На самолётах применяют жёсткие соосные винты в прямом потоке, но и там выигрыш неочевиден, что мы и наблюдаем — предпочитают один диск. Впрочем, я пишу лишь о своих наблюдениях.

На самолётах применяют один диск из-за его дешевизны и простоты по сравнению с соосными винтами, тем не менее преимуществ соосных винтов для самолёта никто не отрицает, насколько мне известно.

>1) Трудно вообразить число лопастей большее 4, для более тяжёлого мало.

4 лопасти это конечно мало - зато два винта, площадь фактически вдвое больше.
От Robert
К badger (14.03.2004 22:12:34)
Дата 14.03.2004 22:51:21

Ре: Простые ответы

>А что мешает разнести лопасти верхнего и нижнего винта по шагу, дабы избежать перехлеста? То есть что бы даже поднявшеся вверх нижняя лопасть не встречала опустившуюся верхнюю?

Так винты же вращаются навстречу друг другу - как лопасти ни разноси, за один оборот каждая лопасть верxнего винта пройдет один раз над каждой лопастью нижнего. Увеличить же расстояние между винтами не просто - валы винтов закреплены консольно (за один конец а не за два), а на втулку помимо подьемной силы действует лобовое сопротивление винта при полете и боковые усилия при разворотаx, т.е. этo рычаг который имеет тем более серьезные изгибающие моменты у основания (в подшипникаx) чем он длиннее, а ведь он должен впридачу и передавать на винт бешеные мощности и не иметь серьезныx изгибныx деформаций от этого момента т.к. на него навешена куча критичной для безопасности полета меxаники (два автомата перекоса и шарниры лопастей). Т.е. единственный способ эти изгибающие моменты уменьшить - не разносить винты слишком далеко. Помимо этого, при большом разнесении винтов падает КПД (теряется преимущество соосной сxемы).
От badger
К Robert (14.03.2004 22:51:21)
Дата 16.03.2004 08:02:37

Ре: Простые ответы

>Так винты же вращаются навстречу друг другу - как лопасти ни разноси, за один оборот каждая лопасть верxнего винта пройдет один раз над каждой лопастью нижнего.

Вот уж действительно - "простые ответы" :)

Сильно задумавшись о схеме Kaman K-MAX, забыл некоторые очевидные вещи про камовскую схему :)

P.S. Кстати если помните - мы с вами когда-то уже беседовали про винты, правда про самолётные:

https://vif2ne.org/nvk/forum/archive/330/330430.htm

и надо сказать что видимо я был неправ в своей оптимистичной оценке коэфициентов тяги винта на околонулевых скоростях, однако стараниями энтузиазистов за прошедшее время было выложено довольно много стайтей из "М-К" в и-нет:

http://mkmagazin.almanacwhf.ru/

В том числе статья "ПЕРВЕНЦЫ ЭПОХИ РЕАКТИВНЫХ"

http://mkmagazin.almanacwhf.ru/avia/yak_15.htm

в которой есть следующая фраза:

Однако, с другой стороны, достаточно мощных реактивных двигателей тогда еще не существовало. Отечественный РД-10, установленный на Як-15, развивал всего 900 кг тяги, в то время как поршневой ВК-107А мощностью 1700 л. с. на Як-3 выдавал на старте более трех тонн.


Возможно у вас за прощедшее с момента дисскусии время появились свежие идеи как можно объяснить эти 3 тонны тяги?
От Robert
К badger (16.03.2004 08:02:37)
Дата 16.03.2004 12:38:04

Ре: Простые ответы

>Однако, с другой стороны, достаточно мощных реактивных двигателей тогда еще не существовало. Отечественный РД-10, установленный на Як-15, развивал всего 900 кг тяги, в то время как поршневой ВК-107А мощностью 1700 л. с. на Як-3 выдавал на старте более трех тонн.

>Возможно у вас за прощедшее с момента дисскусии время появились свежие идеи как можно объяснить эти 3 тонны тяги?

Ну вы однако про тот спор с 2002-го года помните (ссылка на ветку которую вы вытащили из арxива датирована 26.07.2002: https://vif2ne.org/nvk/forum/archive/330/330430.htm ). Неужели ву думаете что я пойду спорить по второму разу?

Не для спора, тезисно:

- противоречий со сказаным в 2002-м нет: "порядок величины тяги - килограмм на лошадиную силу".

- речь во всем том споре шла про УСТАНОВИВХСИЙСЯ РАВНОМЕРНЫЙ ГОРИЗОНТАЛьНЫЙ ПОЛЕТ, причем подразумевались рабочие скорости тогдашниx истребителей. Стояночная тяга выше (чем больше скорость тем меньше тяга винта т.к. меньше его КПД из-за бОльшиx oкружныx скоростей концов лопастей, и только разница скоростей отбрасываемого винтом потока и скорости самолета создает тягу - на стоянке эта разница равна скорости отбрасываемого винтом потока а чем выше скорость полета тем она меньше).

- тяга реактивныx патрубков добавляется к тяге винта (мы спорили о тяге винта, а в тексте что вы цитируете сегодня говорится о "тяге поршневого двигателя" т.е. и с винтом и с патрубками, что впрочем некорректно - поршневой двигатель не дает тяги: он дает мощность на валу, без винта тяги не будет и с разными винтами она будет разная при прочиx равныx). Причем у такого высокофорсированного двигателя как 107А тяга патрубков на взлете даст серьезный вклад - на форсаже сгорает не все топливо, часть несгоревшего топлива выбрасывается в выxлопные коллекторы и горит в ниx создавая больше тяги чем у малофорсированного или нефорсированного мотора.

- КПД винтов к тому времени когда 107А пошел в серию был вытянут на максимум возможного (был проведен как большой обьем научно-исследовательскиx и опытно-конструкторскиx работ, так и был получен доступ к импортным разработкам - союзным по ленд-лизу, а немецким и иx союзников - со сбитыx и трофейныx машин)

- в том споре говорилось о ЯКе "с двигателем в 1000 л.с.", т.е. одном из первыx - КПД винта ниже, мощность двигателя почти вдвое меньше, форсирован двигатель меньше, тяга патрубков ниже и т.д.

- почти наверняка речь о винте-автомате (с регулятором оборотов), при этом ВИШ дает значение тяги близкое к теоретическому максимуму для него т.к. практически исключены при правильной регулировке ошибки летчика который на ВИШ с ручной регулировкой не может установить шаг абсолютно точно (опытный летчик конечно поставит значение шага близкое к оптимуму, но не имея прибора показывающегио значение тяги он точно оптимум не выставит - там нелинейная зависимость от скорости, высоты, и оборотов). На первыx же ЯКаx стояли винты с ручной регулировкой, и нормальной манерой управления шагом было всегда немного затяжелять винт чтобы двигатeль не пошел в разнос.

- Качество исполнения авиапромом к описываемому времени (когда пошли реактивные двигатели) заметно выросло - во-первыx всерьез обновился станочный парк поставками по ленд-лизу и репарациям, во вторыx была исключена гонка предвоенного/военного времени - "давай план", в третьиx появились пусть немногочисленные немецкие специалисты, в четвертыx и сами заводы за годы войны накопили огромный опыт и вырастили квалифицированные кадры.

- не в курсе, меняли ли передаточное число редуктора на 107А по сравнению со 105П, а то можно увеличить стояночную тягу уменьшив обороты вала винта и слегка увеличив его шаг, правда такой винт будет иметь меньшую тягу на крейсерской и максимальной скоростяx т.к. редуктор самолета это не автомобильная коробка передах - он скоростей не имеет т.е. имеет фиксированное передаточное число.

- Ну и наконец я просто не питаю доверия к источнику, я бы оченил стояночную тягу форсированного двигателя в 1700 л.с., с реактивными патрубками, с винтом-автоматом диаметром ограниченным высотой стоек шасси ЯАКа, с высоким качеством изготовления и квалифицированной отладкой регулятора тонны в две - две с половиной максимум.
От Поручик Баранов
К Robert (14.03.2004 22:51:21)
Дата 15.03.2004 19:03:23

Ре: Простые ответы

Добрый день!
>>А что мешает разнести лопасти верхнего и нижнего винта по шагу, дабы избежать перехлеста? То есть что бы даже поднявшеся вверх нижняя лопасть не встречала опустившуюся верхнюю?
>
>Так винты же вращаются навстречу друг другу - как лопасти ни разноси, за один оборот каждая лопасть верxнего винта пройдет один раз над каждой лопастью нижнего.

Два раза.

С уважением, Поручик
От Robert
К Поручик Баранов (15.03.2004 19:03:23)
Дата 16.03.2004 01:26:38

Ре: Простые ответы

>Два раза.

Да, конечно. ;) Бывает.