Сообщений в теме: 231

[Pin]

Воздушный винт в кольце

Самодеятельные конструкторы аэросаней, аэроглиссеров, самолетов и других транспортных средств, использующих воздушные винты, часто решают дилемму получения приемлемой тяги при малых габаритах винтомоторной установки. Одним из способов повышения тяги без увеличения диаметра винта является увеличение количества лопастей. Так увеличение количества лопастей с 2-х до 4-х приводит к увеличению тяги винта на 70-80%. Но в данном случае уменьшается КПД винта, поэтому требуется двигатель с в два раза большей мощностью. Одним из способов увеличения статической тяги винта без повышения мощности двигателя является применение кольцевой насадки. При этом статическая тяга увеличивается в 1,2 раза, что равносильно увеличению диаметра винта на 30%.

[Необходимо отметить, что приведенные здесь данные могут отличаться на практике, так же как тяга изготовленного самостоятельно винта от расчетной. Погрешность составляет до – 20%].

Лопасти винта, вращаясь, захватывают воздух и отбрасывают его в направлении, противоположном движению. Перед винтом создается зона пониженного давления, за винтом – повышенного. Вращение лопастей воздушного винта приводит к тому, что отбрасываемые им массы воздуха приобретают окружные и радиальные направления и на это расходуется часть энергии подводимой к винту.

Комплекс воздушный винт - направляющая насадка обладает рядом специфических преимуществ, связанных с действием насадки:

• 1.          Возникающая вокруг профиля насадки циркуляция набегающего потока разгружает винт, перекладывая часть упора комплекса на насадку.
• 2.          При работе комплекса в косом потоке насадка формирует поле скоростей перед винтом, выравнивая его практически соосно винту, сохраняя величину скорости натекания. В результате скос натекающего потока мало влияет на винт.
• 3.          Разница давлений на нагнетающей и засасывающей сторонах лопастей винта без насадки, обуславливающая полезное действие винта, уменьшается вследствие перетекания у концов лопастей (как на крыле самолета). Наличие насадки препятствует такому перетеканию, практически исключает концевые потери и повышает, таким образом, КПД комплекса.

В целом КПД комплекса может на 20 % превысить КПД винта без насадки.

Насадка представляет собой кольцо охватывающее гребной винт. Сечению насадки вдоль оси винта придается крыльевой профиль, обращенный выпуклой поверхностью к винту (рис.1).

Благодаря скосу потока воздуха профиль насадки обтекается под некоторым углом атаки. В результате возникают подъемная сила Cy и сила тяги P . Эффективность насадки существенно зависит от режима работы пропульсивного комплекса. Так, при разбеге, когда винт создает большой упор при низкой скорости самолета, скос потока на входе насадки достаточно велик, что приводит к разгрузке лопастей. Профильное сопротивление насадки при низкой скорости невелико. Однако на высоких скоростях скос потока уменьшается, а профильное сопротивление резко возрастает. Эффективность насадки падает.

Зазор между концом лопасти винта и насадкой составляет 1-2% радиуса винта. При большем зазоре КПД комплекса приблизительно соответствует КПД винта без насадки. При меньшем зазоре сложно обеспечить беспрепятственное вращение винта из-за вибраций и температурных деформаций частей комплекса.

Насадка создает более равномерную нагрузку на двигатель. Уменьшая вредное воздействие косого потока на винт насадка снижает переменные нагрузки на лопасти и вал винта, служит своеобразным демпфером при боковых порывах ветра. Насадка служит также защитой винта от повреждений и делает более безопасной эксплуатацию судна.

Расчет насадки достаточно сложен. Так же как и расчет воздушного винта, он часто не дает на практике расчетных результатов. Поэтому насадку проще подбирать экспериментально.

Ниже даны параметры четырехлопастного движительного комплекса «винт в кольце» в сравнении с двух и четырех лопастными винтами без насадок.

 

Скрытый текст

N л.с.
D м.
F кг.
F (4л.)
Pдв (4л) .
F (кольцо)
об./мин.
10
0,9
32,5
58,5
18,0
70,2
3,9
20
0,9
51,5
92,7
36,0
111,2
4,9
30
0,9
67,5
121,5
54,0
145,8
5,6
10
1
34,8
62,6
18,0
75,2
3,2
20
1
55,3
99,5
36,0
119,4
4,1
30
1
72,4
130,3
54,0
156,4
4,7
40
1
87,7
157,9
72,0
189,4
5,1
45
1
94,9
170,8
81,0
205,0
5,3
10
1,1
37,1
66,8
18,0
80,1
2,8
20
1,1
58,9
106,0
36,0
127,2
3,5
30
1,1
77,2
139,0
54,0
166,8
4,0
40
1,1
93,5
168,3
72,0
202,0
4,4
50
1,1
108,5
195,3
90,0
234,4
4,7
55
1,1
115,6
208,1
99,0
249,7
4,9
10
1,2
39,3
70,7
18,0
84,9
2,4
20
1,2
62,4
112,3
36,0
134,8
3,0
30
1,2
81,8
147,2
54,0
176,7
3,4
40
1,2
99,1
178,4
72,0
214,1
3,8
50
1,2
114,9
206,8
90,0
248,2
4,1
10
1,3
41,5
74,7
18,0
89,6
2,1
20
1,3
65,8
118,4
36,0
142,1
2,6
30
1,3
86,3
155,3
54,0
186,4
3,0
40
1,3
104,5
188,1
72,0
225,7
3,3
50
1,3
121,2
218,2
90,0
261,8
3,6
60
1,3
136,9
246,4
108,0
295,7
3,8
10
1,4
43,6
78,5
18,0
94,2
1,8
20
1,4
69,2
124,6
36,0
149,5
2,3
30
1,4
90,6
163,1
54,0
195,7
2,7
40
1,4
109,8
197,6
72,0
237,2
2,9
50
1,4
127,4
229,3
90,0
275,2
3,2
60
1,4
143,9
259,0
108,0
310,8
3,4
70
1,4
159,4
286,9
126,0
344,3
3,5
10
1,5
45,6
82,1
18,0
98,5
1,6
20
1,5
72,4
130,3
36,0
156,4
2,1
30
1,5
94,9
170,8
54,0
205,0
2,4
40
1,5
114,9
206,8
72,0
248,2
2,6
45
1,5
124,3
223,7
81,0
268,5
2,7
50
1,5
133,4
240,1
90,0
288,1
2,8
60
1,5
150,6
271,1
108,0
325,3
3,0
70
1,5
166,9
300,4
126,0
360,5
3,1
80
1,5
182,5
328,5
144,0
394,2
3,3

 

Насадки желательно применять с толкающими винтами, тогда частично компенсируется недостаток насадок связанный с увеличением сопротивления при повышении скорости – насадка в некоторой степени выполняет роль стабилизатора.

И. Бирюков. 2004г.
По материалам сайта airboat.fatal.ru

 

Сообщение отредактировал S_smirnov: 23 декабря 2017 - 11:26

[GOLF_stream]

Какой смысл копипастить сюда всё это? Причем, копипастить бездарно, с разарушением таблицы, что делает всё это вообще бессмысленным. Ведь это лежит себе спокойно в другом месте интернета. И пускай лежит. Кому надо, тот найдет и воспользуется.

[олег19]

Кто такой этот  Бирюков, я сам когда то верил во всю эту ахинею. Начитавшись подобных статеек и насмотревшись красивых графиков на сайте Винт -НН , мои товарищи отдали около 400 тысяч за две установки( это с доставкой) , это не сразу , а с интервалом месяца в четыре. Первая лодка с кольцом 1250мм пустая разогналась аж меньше 60 км в час, что такое почему не едет, ведь на графиках все так красиво. Начались переговоры с производителем, было решено изменить редукцию, заменили шкив , нихрена не поменялось.Продолжу позже.

[олег19]

Вера в магическое кольцо не отпускала умы пытливых людей, тем более убеждаемых производителем, произведен очередной транш  и вот оно новое кольцо, больше в диаметре под более мощный ДВС..Работа закипела с новой силой и спустя некоторое время лодка была готова , торжественный момент, шампанское, старт и....... меньше 80км в час.При всем при этом осадка у лодки в корме была  выше клапанов на пару сантиметров, обьясняется это очень просто, винто вентиляторная установка 1450 мм весит с муфтой и карданом около 80 килограммов, хочу сказать что для аэролодки бывают критичны даже 20 кг. Как едет лодка с винтом я уже рассказывал. По этим граблям прошли наверное все производители аэролодок, даже Пиранью это поветрие не обошло стороной, только не пытайтесь найти инфу про это, они не афишируют свои промахи.

[Медведев]

Я тоже с кольцом,помудохался! хрень!

[S_smirnov]

Кто такой этот  Бирюков, я сам когда то верил во всю эту ахинею....

А кто Вам вообще сказал, что в винты с кольцом и винты без кольца нужно верить? 

Если Вы на основании веры выбрали тип установки, то нужно было просто продолжить верить что Ваш выбор единственно правильный.

[Roman11]

Вера в магическое кольцо не отпускала умы пытливых людей, тем более убеждаемых производителем, произведен очередной транш  и вот оно новое кольцо, больше в диаметре под более мощный ДВС..Работа закипела с новой силой и спустя некоторое время лодка была готова , торжественный момент, шампанское, старт и....... меньше 80км в час.При всем при этом осадка у лодки в корме была  выше клапанов на пару сантиметров, обьясняется это очень просто, винто вентиляторная установка 1450 мм весит с муфтой и карданом около 80 килограммов, хочу сказать что для аэролодки бывают критичны даже 20 кг. Как едет лодка с винтом я уже рассказывал. По этим граблям прошли наверное все производители аэролодок, даже Пиранью это поветрие не обошло стороной, только не пытайтесь найти инфу про это, они не афишируют свои промахи.

Что за ахинея несусветная? Причем тут кольцо и скорости какой то там лодки? Если лодка плохо спроектированна, то туда хоть от НК-22 поставь, все равно никуда не поедет. Измерять нужно не скорости, а статическую тягу на швартовых, при прочих равных условиях. Тогда истина откроется или не откроется.

[Roman11]

 

Воздушный винт в кольце

Самодеятельные конструкторы аэросаней, аэроглиссеров, самолетов и других транспортных средств, использующих воздушные винты, часто решают дилемму получения приемлемой тяги при малых габаритах винтомоторной установки....

И. Бирюков. 2004г.
По материалам сайта airboat.fatal.ru

 

 

Игорь Бирюков к написанию этой статьи не имеет ни малейшего отношения. Эту статью без авторства, нарыл я, в свое время рыская по сети. Насколько сейчас помницца - в форуме "Жизнь Сверхлегкой Авиации" и отправил ее Игорю на ознакомление. Статья ему понравилась  и через некоторое время он поместил ее на своем сайте.

[Kanana-igor]

Зря Вы так,  резина от "Севера " , винт от Винт-НН и двигатель 1UZ сродными мозгами  1 человек 106 км; 4 человека 100 км; 8 человек 80 км и лодка идет как по рельсам , а с открытым винтом ерзает по воде не хило.

[олег19]

Что за ахинея несусветная? Причем тут кольцо и скорости какой то там лодки? Если лодка плохо спроектированна, то туда хоть от НК-22 поставь, все равно никуда не поедет. Измерять нужно не скорости, а статическую тягу на швартовых, при прочих равных условиях. Тогда истина откроется или не откроется.

Роман без обид, когда уйдете в скорости за 80км в час то поймете что тяга на швартовых не самое главное. А как же слова Туполева , " с хорошим мотором и стол полетит" или Вы круче него себя считаете !

[greylonly]

. Измерять нужно не скорости, а статическую тягу на швартовых, при прочих равных условиях. Тогда истина откроется или не откроется.

А вот и нет. На Швартовых кольцо покажет очень хорошие показатели. А вот при наличии вымпельного ветра эта прибавка превратится в "0"... даже сопротивление кольца покажет небольшой "-".

[олег19]

Зря Вы так,  резина от "Севера " , винт от Винт-НН и двигатель 1UZ сродными мозгами  1 человек 106 км; 4 человека 100 км; 8 человек 80 км и лодка идет как по рельсам , а с открытым винтом ерзает по воде не хило.

Игорь нас накрыло аномальным теплом, сегодня -1, вчера -2, не удержались и катнули лодку с 1uz с камбалой, с одним 156 с тремя 143. Да кидает, но и ветер боковой не слабый был.

[олег19]

А кто Вам вообще сказал, что в винты с кольцом и винты без кольца нужно верить? 

Если Вы на основании веры выбрали тип установки, то нужно было просто продолжить верить что Ваш выбор единственно правильный.

Я вроде написал во что вылилась наша вера в денежном эквиваленте в продукцию ВАШИХ ЗЕМЛЯКОВ!

[Roman11]

Роман без обид, когда уйдете в скорости за 80км в час то поймете что тяга на швартовых не самое главное. А как же слова Туполева , " с хорошим мотором и стол полетит" или Вы круче него себя считаете !

Олег, без обид, но мы запросто выходим на 110 в час на воде с тремя человеками на борту ATASD и можем еще подддать газу, но страшно...

[simplicius]

К сравнительной оценке надо подходить более взвешено.Корректным будет сравнение одной и той же ВМУ, с обычным ограждением и аэродинамическим кольцом вместо него. Ибо обычное ограждение тоже сопротивление имеет.Сравнить ход лодки в одном и другом исполнении, с одинаковой нагрузкой, и в одинаковых атмосферных условиях. В общем, дело это для очень заинтересованных и любознательных людей.

Что касаемо сопротивления кольца, то по данным ЦАГИ, тяга кольца сравняется с его сопротивлением, при таких скоростях, на которых аэроглиссеры не ходят.  Для примера, вот гоночный самолётик JM-2, который с двигателем 100 л.с. и винтом в кольце, развивал скорость  до 378 км/ч.

. 

[олег19]

Олег, без обид, но мы запросто выходим на 110 в час на воде с тремя человеками на борту ATASD и можем еще подддать газу, но страшно...

 Мне нравится Ваш ATASD, но я говорю об аэролодке, Винто-вентилятор с ростом скорости быстрее стухает по упору.

Сообщение отредактировал олег19: 24 декабря 2017 - 07:16

[олег19]

К сравнительной оценке надо подходить более взвешено.Корректным будет сравнение одной и той же ВМУ, с обычным ограждением и аэродинамическим кольцом вместо него. Ибо обычное ограждение тоже сопротивление имеет.Сравнить ход лодки в одном и другом исполнении, с одинаковой нагрузкой, и в одинаковых атмосферных условиях. В общем, дело это для очень заинтересованных и любознательных людей.

Что касаемо сопротивления кольца, то по данным ЦАГИ, тяга кольца сравняется с его сопротивлением, при таких скоростях, на которых аэроглиссеры не ходят.  Для примера, вот гоночный самолётик JM-2, который с двигателем 100 л.с. и винтом в кольце, развивал скорость  до 378 км/ч.

. 

А мы так и подходили, написали Козину (Винт-НН), указали марку двигателя ,мощность ,обороты и все остальное.Он сказал какая установка нам подойдет. Прокатились, результат так себе. Взяли ТОЧНО такую же лодку, ТОЧНО такой же мотор , написали Наилю (Финиш проп) указали все то же самое, только еще редукцию пояснили , он нам выслал винт поставили собрали и.... охренели от разницы. Я понимаю , влажность ,температура, но не на сорок же километров. В этом году провели более 50-и испытаний разных винтов, моторов , подборов редукции. Результаты некоторых заставляют задуматься о правильности написанного в умных книжках.

[Roman11]

 Мне нравится Ваш ATASD, но я говорю об аэролодке, Винто-вентилятор с ростом скорости быстрее стухает по упору.

Предназначение нашей машины ATASD - поисково-спасательные операции в сложных погодных условиях. Скорость не важна.  Важны габариты на ограниченном пространстве, а также защита винта от веток, кустов, волны со стороны кормы. Также необходимы тяга и динамика на малых скоростях при сильном боковом ветре. Поэтому для нас кольцевая насадка необходима.

[Roman11]

А мы так и подходили, написали Козину (Винт-НН), указали марку двигателя ,мощность ,обороты и все остальное.Он сказал какая установка нам подойдет. Прокатились, результат так себе. Взяли ТОЧНО такую же лодку, ТОЧНО такой же мотор , написали Наилю (Финиш проп) указали все то же самое, только еще редукцию пояснили , он нам выслал винт поставили собрали и.... охренели от разницы. Я понимаю , влажность ,температура, но не на сорок же километров. В этом году провели более 50-и испытаний разных винтов, моторов , подборов редукции. Результаты некоторых заставляют задуматься о правильности написанного в умных книжках.

Интересно, а какие такие умные книжки вы читали? Может вы не совсем готовы к восприятию в этих книжках изложенного?

[S_smirnov]

Я вроде написал во что вылилась наша вера в денежном эквиваленте в продукцию ВАШИХ ЗЕМЛЯКОВ!

Вера вообще дорого обходится. Особенно, вера взамен здравого смысла и расчета

У наших земляков кстати всё нормально. Продукция их при правильном употреблении и едет нормально.

[олег19]

Вера вообще дорого обходится. Особенно, вера взамен здравого смысла и расчета

У наших земляков кстати всё нормально. Продукция их при правильном употреблении и едет нормально.

 

Вы считаете что вот это фото несет в себе такой объем информации ,по которой можно оценить скорость, я вот вижу стоящий на льду аппарат, и прошу еще раз не приводите в сравнение к аэролодке  СВП. А ну да где то проскакивала фраза про неправильно спроектированное судно, ну конечно как же я забыл, форум то называется:,  СВП, аэроглиссеры и экранопланы, чувствуется скрытый смысл .

[kergud]

Приветствую всех.

какая познавательная дискуссия,с интересом буду следить,было бы замечательно,если выскажется ещё и "начальник транспортного цеха"(а если серьёзно-Виктор Иванович из Иркутска) для полноты картины

 

защита винта от ...,волны со стороны кормы

 

Роман,каким образом кольцо ограждает винт от волны со стороны кормы? можно в лс

извиняюсь,что не по теме

Сообщение отредактировал kergud: 25 декабря 2017 - 07:08

[Комвен]

Приветствую всех.

какая познавательная дискуссия,с интересом буду следить,было бы замечательно,если выскажется ещё и "начальник транспортного цеха"(а если серьёзно-Виктор Иванович из Иркутска) для полноты картины

 

К сожалению, нахожусь в постоянном цейтноте, поэтому только тезисы для размышления.

Для винта (винто-вентилятора) в кольце  характеристика тяги по скорости зависит от нагрузки на ометаемую площадь, от угла установки лопастей, от профиля кольца и угла установки этого профиля.

Винт как открытый, так  и в кольце, не знает, что он приводит в движение - СВП или аэролодку. Поэтому для сравнения можно абстрагироваться от вида транспортного средства, главное понимать, какое у него сопротивление.

Очень много зависит от погодных условий, центровки, состояния элементов, контактирующих с водой. Один из производителей аэролодок недавно мне жаловался - в прошлом году аэролодка разгонялась до 130 км/час, в этом году только до 90 км/час. При этом в аварии не попадали, двигатель и все прочее не менялось.

"Хивус" с 95 л.с. на тягу при массе около 2тн разгоняется по льду до 110-120 км/час; аэролодка с нашим ДРК при мощности двигателя 170 л.с., загрузке 6 человек и 70л топлива разогналась по воде до 95 км/час (я при этом не присутствовал - это со слов владельца).

Сообщение отредактировал Комвен: 25 декабря 2017 - 08:14

[Roman11]

Приветствую всех.

какая познавательная дискуссия,с интересом буду следить,было бы замечательно,если выскажется ещё и "начальник транспортного цеха"(а если серьёзно-Виктор Иванович из Иркутска) для полноты картины

 

 

Роман,каким образом кольцо ограждает винт от волны со стороны кормы? можно в лс

извиняюсь,что не по теме

Постолько поскольку ATASD достаточно легкий аппарат с большой плавучестью и гибким каркасом, то в большинстве случаев он находится на гребне волны и ловит ее захлесты не сверху, а снизу. Кольцевая насадка как щиток в основном отбивает это заливание.

[kergud]

Постолько поскольку ATASD достаточно легкий аппарат с большой плавучестью и гибким каркасом, то в большинстве случаев он находится на гребне волны и ловит ее захлесты не сверху, а снизу. Кольцевая насадка как щиток в основном отбивает это заливание.

 

а если волна крутая,попутная,высотой м1.5 то...