Давление на выходе импеллера?
Кто может подсказать, какая зависимость (формула) тяги (других параметров) и давления на выходе импеллера?
Интересует получаемое на выходе давление!
Кто может подсказать, какая зависимость (формула) тяги (других параметров) и давления на выходе импеллера?
Интересует получаемое на выходе давление!
Давление может быть создано только совместно импеллером (местом подведения к потоку механической энергии) и выходной частью канала (соплом). Иначе говоря, чтобы перевести кинетическую энергию струи в потенциальную энергию давления, нужно поток затормозить (запереть). А это Вам зачем?
Так что никакого заметного повышения давления за импеллером ждать не стоит. Для тяги достаточно скоростной составляющей.
тяга
P=G(Vc-Vп)+Fc(Pc-P)
где
G - расход воздуха
Vc - скорость на срезе сопла
Vп - скорость полета
Fc - площадь сопла
Pc - давление на срезе сопла
P - статическое давление (атмосферное)
Импеллеры - это вешь. Будучи пацаном, не зная что такие движки существуют, предположил что такое можно сотворить, думал, буду первым, но, съездив в нормальный авиамодельный магзин, разочаровался =), ведь импеллеры были и до моего рождения =).
Сейчас воплощаю, но меня интересовала всегда идея сжигать перед соплом газ, т.е. как бы турореактивный двигатель, только компрессор приводился бы в движение не турбинкой, а эл.двигателем. Зная, что компрессор не разгонешь с эл. двигателся на высокие обороты, предположил, что можно использовать осевой компрессор, а за ним сжигать газ, для небольшого поднятия темепературы струи, не более.
Сейчас воплощаю, но меня интересовала всегда идея сжигать перед соплом газ, т.е. как бы турореактивный двигатель, только компрессор приводился бы в движение не турбинкой, а эл.двигателем. Зная, что компрессор не разгонешь с эл. двигателся на высокие обороты, предположил, что можно использовать осевой компрессор, а за ним сжигать газ, для небольшого поднятия темепературы струи, не более.
Есть такой компрессор - пылесос называется. Если взять центробежную крыльчатку от него и электромотор бесколлекторный (есть до 20 000 Об/мин) и приделать камеру сгорания с соплом соотвествующей формы… Только у меня времени все нет попробовать.
Есть такой компрессор - пылесос называется. Если взять центробежную крыльчатку от него и электромотор бесколлекторный (есть до 20 000 Об/мин) и приделать камеру сгорания с соплом соотвествующей формы… Только у меня времени все нет попробовать.
А такое бывает. Видел как то раз стенд для проверки камеры сгорания. Дык там как раз и электромотор и компрессор центробежный. Все работает. Но только тяги чуть а вес этого монстра совсем не интересный.
Кстати реальный мотокомпрессорный самолет тоже летал.В конце 30х. Капрони какой то. Поршневой авиационный мотор приводил компрессор а далее камера сгорания и сопло. Но тяги было мало а вес и расход бензина большие.
В иодели все будет также. Прибавка тяги от сгорания топлива будет невелика так как нормальные параметры сгорания не получить из за малой мощности компрессора. А вес легчайшей импеллерной модели сильно вырастет из за необходимости термостойкости модели и плюс вес саиого топлива и насоса и камеры сгорания и термостойкого сопла. В итоге скорее всего не полетит.
Капрони какой то.
Коанд. И тяги у него было не так и мало (для цельнометаллического !!! самолета 30-х годов) - самолет разбился именно изза того, что автор излешне газанул на рулежке, самолет подлетел, а пилотом он не был.
В истории развития реактивной техники подобные решения (привод компрессора от внешнего источника энергии) были.
Приимущества внещнего привода компрессора в том, что не надо делать турбины - а это довольно сложная задача. Но минус в том, что соотношение тяги к массе установки действительно низкие.
В модельном применени видится еще и другая проблемма - аккумуляторы для работы силового БК тоже нужны будут неслабые - а это и вес и денюжка… а при этом нужно иметь еще и горючку и систему управления всего этого хозяйства… И если горючка к концу полета выгорит - то батарейка никуда не денется. А если батарейка кончится раньше горючки, то придется сажать еще и с полным баком и непонятно каким горением в неработающем моторе… стрмная штука выходит. 😃
В истории развития реактивной техники подобные решения (привод компрессора от внешнего источника энергии) были.
…неработающем моторе… стрмная штука выходит. 😃
В общем все правы. Существует ведь пенопластовый самолет, на который поставили самую маленькую модельную турбину, вроде его при этом титаном не обшивали. Да и зачем маленький самолет, можно и побольше. Идея мне нравится именно для модели - 10 минут полетал - и на посадку. Если компрессор - не фен, а именно типа пылесосного, то кто сказал, что сгорание будет неоптимальным? Сколько давление в модельной турбине? С точки экономии массы: сам компрессор - конечно пластик, все ухищрения турбины по балансировке и соосности берет на себя бесколлекторник, камера сгорания должна быть продумана ❓ Электроники, конечно, нужно меньше, чем в настоящей турбине, при использовании пропан-бутана вообще только одна серва, смикшированная с мотором. А вот насчет батарейки это вы зря: какова будет посадка импеллерной модели-копии с севшей батарейкой 😈 ? Так что тут батарейку с запасом надо, заодно и деньги целее будут.
Сколько давление в модельной турбине?
Ну коэффициент повышения давления где то от 3 в мелких до 5 в больших.
Думаю пылесос тут отдыхает. Кстати попытки сделать из пылесоса приводной наддув для авто проваливались по той же причине. У нас был такой энтузиаст годах в 80х экспериментировал с крыльчатками от пылесоса для наддува москвичевского мотора. Толку не было.
А вот насчет батарейки это вы зря: какова будет посадка импеллерной модели-копии с севшей батарейкой 😈 ? Так что тут батарейку с запасом надо, заодно и деньги целее будут.
Я всего лишь рассмотрел возможные варианты (а в жизни возможно многое то, что даже и предположить невозможно). Понятно, что штатным для такой мотоустановки будет всетаки посадка с полноценно работающим двигателем. Но всеже, вероятность посадки с отказавшим (по любой причине - акк, рег, мотор) электроприводом компрессора далеко не нулевая. Вот именно на эту вероятностную ситуацию я и обратил внимание.
Хотя сами по себе ТРД - тоже не супер безопасные двигатели… (но если глубоко копать то и электролет с ЛиПолем на борту тоже потенциально опасен своей силовой установкой).
Ну коэффициент повышения давления где то от 3 в мелких до 5 в больших.
Думаю пылесос тут отдыхает. Кстати попытки сделать из пылесоса приводной наддув для авто проваливались по той же причине. У нас был такой энтузиаст годах в 80х экспериментировал с крыльчатками от пылесоса для наддува москвичевского мотора. Толку не было.
Да, это серьезно. Значит надо разрабатывать с нуля (или взять переднюю половину турбины, но тогда почему бы не взять всю 😃 ). Реальное преимущество рассматриваемой схемы останется только одно: нет турбины при высокой температуре - можно повысить температуру в камере. Что-то больше похоже на взрослых 😃 . С другой стороны, чем липо-батарейка лучше баллона с окислителем - заодно не будет и компрессора. Что-то мне это напоминает, но никак не пойму что 😃 Ракетный самолет
Попробуем подойти к решению с другой стороны: что будет легче для десятиминутного полета - турбина авиамодельная (запас топлива известен), ракетный двигатель (двойной запас топлива минус масса компрессора, турбины, пускача, пропана и т.д.), гибрид (расход самой экономичной модельной турбины минус масса турбины, пускача и т.д. плюс масса батаеи, мотора и регулятора)?
Попробуем подойти к решению с другой стороны: что будет легче для десятиминутного полета - турбина авиамодельная (запас топлива известен), ракетный двигатель (двойной запас топлива минус масса компрессора, турбины, пускача, пропана и т.д.), гибрид (расход самой экономичной модельной турбины минус масса турбины, пускача и т.д. плюс масса батаеи, мотора и регулятора)?
Лучше всего я думаю должен быть импеллер на ДВС.
К этим вопросам с точки зрения расчета надо подходить с следующими базовыми идеями.
если скорость самолета V - то максимальный кпд будет иметь движитель отбрасывающий как можно большее количество воздуха (в перспективе всю атмосферу земли кхе) с этой самой скоростью.
чем меньше количество отбрасываемого назад воздуха с большой скоростью - тем меньше эффективность движителя.
вывод - имеет смысл вообще-то даже на модельных турбинах пользоваться импеллером,
но в таком случае мотор ДВС на 7-10 кВт (или какую мощность имеет турбина) будет дешевле чем турбина, иметь более высокую приемистость, и пр.
турбина же будет легче, и сможет разогнать модель (в идеале) до скорости сравнимой с скоростью истечения из нее газов, т.е. до 150 м/с -200 м/с.
управлять такой моделью без телеметрии и камер не представляется возможным.
Вывод - скорость полета до 50м/с (180км/ч) = импеллер с скоростью потока 75 м/с.
кратковременное ускорение - ракетный двигатель (работает 2 секунды максимум легкий и прочие удобства))))
Constantine:
внимательно прочитал Ваш пост несколько раз, особенно понравилась “базовая идея” об “эффективности движителя”,
выходит, что тот же Яковлев просто “затупил” поставив ТРД на будущий Як-15, у которого до этого стоял замечательный поршневой мотор с пропеллером и давал в 3 раза большую статическую тягу,
что-то тут не то?
Constantine:
внимательно прочитал Ваш пост несколько раз, особенно понравилась “базовая идея” об “эффективности движителя”,
выходит, что тот же Яковлев просто “затупил” поставив ТРД на будущий Як-15, у которого до этого стоял замечательный поршневой мотор с пропеллером и давал в 3 раза большую статическую тягу,что-то тут не то?
Не, Яковлев вообще умный дядька был наверное, и тупить не должен был.
мои базовые идеи - в зависимости от лобового сопротивления модели нужно ставить такой двигатель, чтобы скорость потока от него была в полтора два раза выше скорости полета.
базовая идея в красках звучит так:
ускорение свободного падения - g
импульс - Р
скорость потока - V
площадь поперечного сечения - S в метрах квадратных (т.е. площадка 10х10см = 0.01м^2)
плотность воздуха - 1,4 кг на куб метр,
m=1.4(кг/m^3) *V*S
масса воздуха отбрасываемого назад за единицу времени
P=m*V , импульс ( делим на g получаем тягу в киллограммах)
E=m*V*V/2 , энергия
другими словами тяга увеличивается пропорционально квадрату скорости потока через сечение S, а мощность пропорционально третьей степени.
и именно за этим не ставят на самолеты гражданского назначения турбореактивных двигателей с соплом Лаваля и сверхзвуковым истечением газов, ибо заведомо они (самолеты) медленнее летают.
Увеличив скорость потока через сечение S в два раза мы получим увеличение тяги в четыре, а вот энергии на это затратим в восемь раз больше.
увеличим в десять - потратим в 1000 раз больше энергии на увеличение тяги в сто.
допустим винт дает 30м/с, а турбина 300м/с. при одинаковой тяге они будут различаться по потреблению топлива в десять раз (но и по скорости естественно тоже)
но БЕСМЫСЛЕННО ставить турбину на слоуфлайер, так же как и винт на самолет с низким лобовым сопротивлением.
в первом варианте получим курицу с недостатком тяги, во втором вертолет для 4Д пилотажа.
Ну а так как всякая машина летающая медленнее 100м/с для турбины будет медленной то из=за особенностей человеческой реакции и способностей индивидов управлять аппаратом на скорости 360км/ч смотря на нее снаружи именно с Такими аппаратами и приходится иметь дело…
короче если у вас модель которая собирается летать 108км/ч (30м/с) то нафига на нее ставить турбину с скоростью истечения в десять раза выше - 300м/с???
не лучше ли поставить приличный импеллер дающий 60м/с и тем самым снизить потребляемую мощность (то бишь топливо) в пять раз.
но БЕСМЫСЛЕННО ставить турбину на слоуфлайер, так же как и винт на самолет с низким лобовым сопротивлением.
в первом варианте получим курицу с недостатком тяги, во втором вертолет для 4Д пилотажа.
Ну а так как всякая машина летающая медленнее 100м/с для турбины будет медленной то из=за особенностей человеческой реакции и способностей индивидов управлять аппаратом на скорости 360км/ч смотря на нее снаружи именно с Такими аппаратами и приходится иметь дело…
короче если у вас модель которая собирается летать 108км/ч (30м/с) то нафига на нее ставить турбину с скоростью истечения в десять раза выше - 300м/с???
не лучше ли поставить приличный импеллер дающий 60м/с и тем самым снизить потребляемую мощность (то бишь топливо) в пять раз.
А как же народ из этой ветки на турбинах летает?
Лично мне просто интересен “новый” вид двигателя, в данном случае гибрид электро и турбины. А экономичность - дело в моделях не первое.
другими словами тяга увеличивается пропорционально квадрату скорости потока через сечение S, а мощность пропорционально третьей степени.
и именно за этим не ставят на самолеты гражданского назначения турбореактивных двигателей с соплом Лаваля и сверхзвуковым истечением газов, ибо заведомо они (самолеты) медленнее летают.
Значит, если сечение сделать большим, скорость истечения малой, то получим экономию мощности. Получается, что бутановая горелка с большим расходом газа и очень широким соплом даст достаточно тяги для слоуфлайера? 😲
А как же народ из этой ветки на турбинах летает?
Лично мне просто интересен “новый” вид двигателя, в данном случае гибрид электро и турбины. А экономичность - дело в моделях не первое.
Значит, если сечение сделать большим, скорость истечения малой, то получим экономию мощности. Получается, что бутановая горелка с большим расходом газа и очень широким соплом даст достаточно тяги для слоуфлайера? 😲
а так и летает - по 10 15 минут, в то время как настоящие большие по часу двум.
если сделать сечение большим и скорость истечения малой то получится вертолет. (большой винт малая скорость струи)
а вот если сделать бутановую горелку - то получится пожарная с площадью возгорания ХХ квадратных метров.
просто если вы все эти киллограммы воздуха греть собрались, ничего хорошего не получится.
пример - увеличили температуру на 300 градусов = увеличили обьем примерно в два раза
на 550 градусов = в три раза
на 820 градусов = в четыре раза.
увеличение обьема будем считать пропорционально увеличению скорости истечения, отсюда вывод - увеличение тяги в два три или четыре раза.
теперь посчитаем сколько придется кубометров воздуха греть в секунду…
берем “квадратный” импеллер 7*7см = 0,0049м:2
скорость истечения 50 м/с
обьем - V=0.245куб м.
допустим мы греем его до 300 градусов увеличивая тягу в два раза, и находимся в маленькой комнате 16 квадратных метров с высотой потолков 2.5
обьем комнаты - 40 кубов.
вывод - в случае хорошей теплоизоляции весь в комнате воздух будет нагрет до 300 градусов после работы такой установки 4*40 сек=160сек=2м40с.
могу посчитать мощность еще - но лень, надо найти теплоемкость при изобаре около 900 кДж на кг если я правильно помню.
я прикидывал как-то у меня чуть ли не под 20-30 кВт получалось
итого - мощность импеллера - 500ватт
увеличение тяги в два раза
добавочная мощность горелки - киловат десять минимум!
получится тепловая пушка а не самолет.
а так и летает - по 10 15 минут, в то время как настоящие большие по часу двум.
если сделать сечение большим и скорость истечения малой то получится вертолет. (большой винт малая скорость струи)а вот если сделать бутановую горелку - то получится пожарная с площадью возгорания ХХ квадратных метров.
просто если вы все эти киллограммы воздуха греть собрались, ничего хорошего не получится.
пример - увеличили температуру на 300 градусов = увеличили обьем примерно в два раза
на 550 градусов = в три раза
на 820 градусов = в четыре раза.
увеличение обьема будем считать пропорционально увеличению скорости истечения, отсюда вывод - увеличение тяги в два три или четыре раза.теперь посчитаем сколько придется кубометров воздуха греть в секунду…
берем “квадратный” импеллер 7*7см = 0,0049м:2
скорость истечения 50 м/с
обьем - V=0.245куб м.допустим мы греем его до 300 градусов увеличивая тягу в два раза, и находимся в маленькой комнате 16 квадратных метров с высотой потолков 2.5
обьем комнаты - 40 кубов.
вывод - в случае хорошей теплоизоляции весь в комнате воздух будет нагрет до 300 градусов после работы такой установки 4*40 сек=160сек=2м40с.могу посчитать мощность еще - но лень, надо найти теплоемкость при изобаре около 900 кДж на кг если я правильно помню.
я прикидывал как-то у меня чуть ли не под 20-30 кВт получалосьитого - мощность импеллера - 500ватт
увеличение тяги в два раза
добавочная мощность горелки - киловат десять минимум!получится тепловая пушка а не самолет.
Теперь понятно, почему импеллерщики afterburner на светодиодах делают 😃 . Это только шары надувать годится (там, кстати, как раз все сопоставимо). Турбину дома интересно кто-нибудь догадался запустить 😇 ? Если серьезно, то как-нибудь на досуге займусь электрогибридом. Интересно, заработает ли. Хорошо, что не занялся раньше, я как раз и думал приделать горелку к импеллеру, вовремя про давление узнал ☕
Теперь понятно, почему импеллерщики afterburner на светодиодах делают 😃 . Это только шары надувать годится (там, кстати, как раз все сопоставимо). Турбину дома интересно кто-нибудь догадался запустить 😇 ? Если серьезно, то как-нибудь на досуге займусь электрогибридом. Интересно, заработает ли. Хорошо, что не занялся раньше, я как раз и думал приделать горелку к импеллеру, вовремя про давление узнал ☕
из того что я думал, хотел сделать три темы.
вариант один - для улучшения приемистости турбины посчитать сколько энергии надо на ее разгон с нуля до максимальных, взять электролитический конденсатор от автомобильной аудиотехники на пару фарад при 25 вольтах, и когда резко ручку газа подаете - разрядить конденсатор на безумнофорсированный хайвольтовский движок (причем лучше все таки инраннер).
выдав в пике килловата два три четыре пять для быстрого разгона турбины на более высокие обороты.
вариант два - сделать углепластиковую крыльчатку компрессора более легкую следовательно получить лучшую динамику.
вариант три - собрав гибридный двигатель с электрокомпрессором и серьезным коэффициентом сжатия (уменьшенная крыльчатка, маленькая камера сгорания большой электро двигатель) поставить на сопло какой либо из прямых генераторов электричества МГД(но нужны высокие температуры до 2000С) термоэлементы (элемент пельте 2-3%кпд, разница 250С нагреватель 30С холодильник)
все это пока что несерьезно, хотя и очень хочется.
Коанд. И тяги у него было не так и мало (для цельнометаллического !!! самолета 30-х годов) - самолет разбился именно изза того, что автор излешне газанул на рулежке, самолет подлетел, а пилотом он не был.
если не секрет: откуда такая подробная инфа о самолете? мало про него пишут что-то…
вариант один - для улучшения приемистости турбины посчитать сколько энергии надо на ее разгон с нуля до максимальных, взять электролитический конденсатор от автомобильной аудиотехники на пару фарад при 25 вольтах, и когда резко ручку газа подаете - разрядить конденсатор на безумнофорсированный хайвольтовский движок (причем лучше все таки инраннер).
выдав в пике килловата два три четыре пять для быстрого разгона турбины на более высокие обороты.
E=(C*U^2)/2 итого 1250W, если сумеете разрядить за секунду. Проще и легче будет обычная LiPo, поскольку безумнофорсированный хайвольтовский движок бесколлекторный, значит без контроллера не поедет, а контроллер издевательств не любит: либо тихо с дымком умрет, либо просто это дело пошлет 😜 . А разгонять турбину (не стартовать) электромотором - это интересно. Вопрос как там процессы внутри к этому отнесутся, срыв пламени и т.д. И какой момент мотора нужен, помимо оборотов.
вариант два - сделать углепластиковую крыльчатку компрессора более легкую следовательно получить лучшую динамику.
Есть такая штука: Подъемный двигатель, так что старшие братья все пробовали и успешно. Неужели никто не делал компрессор из углепластика?
вариант три - собрав гибридный двигатель с электрокомпрессором и серьезным коэффициентом сжатия (уменьшенная крыльчатка, маленькая камера сгорания большой электро двигатель) поставить на сопло какой либо из прямых генераторов электричества МГД(но нужны высокие температуры до 2000С) термоэлементы (элемент пельте 2-3%кпд, разница 250С нагреватель 30С холодильник)
все это пока что несерьезно, хотя и очень хочется.
Пельте несерьезно. МГД - это очень интересно, на самом деле большие температуры не очень нужны, если в топливо каки какой-нибудь добавить (обячно это карбонат калия), тогда 1500С. Но ведь турбины-то нет, 1500 выдерживает много веществ. Проблема в правильной организации магнитных потоков, тут задача похожа на разработку с нуля бесколлекторного двигателя… 😵
А как вам такой вариант гибрида?
Читали? www.airwar.ru/enc/fww2/su5.html
Вида вчера вмагазине бесколлеторный двиган на 50 000 оборотов. Ясне фиг что придется редуктор ставить если пропеллер использовать, а если не пропеллер а импеллер, да еще с диаметром 3-4 см? Что об этом думаете?
Неужели никто не делал компрессор из углепластика?
делали, для модельной турбины не лучший вариант
- потому что уже есть крыльчатки из лёгких сплавов
- углепластик тянется сильно, для таких маленьких размеров угадать точный зазор очень тяжело
- углепластик можно нагружать только в одном направлении, при малейшем сопротивлении с торца
крыльчатка разлетается!
что можно сделать из углепластика, так это сам диффузор, а не крыльчатку, только смола должна быть расчитанна на температуры до 300 гр. Ц.
Из всего вышесказанного получается, что есть движок на 50000 оборотов, что весьма сопоставимо с оборотами микротурбины - около 100 000. Углепластик тянется, значит надо просто взять готовую крыльчатку (или компрессор), желательно на 50 000 оборотов и вперед! Да, нужны $$$$, причем практически а ветер. Чешем репу.
Кстати, ведь крыльчатка будет по форме очень далека от вентилятора, все-таки может не будет так тянуться? Или стекловолокно (арамид, базальт) использовать?
получится тепловая пушка а не самолет.
Сделали тепловую пушку! Сайт здесь. Что скажете?