2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему
 
 Ducted fan
Сообщение17.02.2017, 00:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/12/05
5474
Возник вопрос после просмотра роликов про использование "капотированного" вентилятора в авиамоделировании и даже в реальных самолётах Airbus E-Fan, RFB FanTrainer:

Video:
Airbus E-Fan
RFB FanTrainer

Сам вопрос: почему не применяется каскадирование?
Вложение:
cascade.jpg
cascade.jpg [ 27.24 Кб | Просмотров: 0 ]

Своим непосвященным взглядом оценить выгоду и затраты на получение этой выгоды не получается. Может кто в теме?

Собственные попытки решения:
Пробовал искать информацию, но не знаю как. Гуглинг по фразе "cascade ducted fan" даёт лишь следующее:
https://www.google.com/search?q=cascade ... 8&oe=utf-8

 Профиль  
                  
 
 Re: Ducted fan
Сообщение17.02.2017, 04:35 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
2218
ФТИ им. Иоффе СПб
Dan B-Yallay в сообщении #1193260 писал(а):
Может кто в теме?
Не то, что бы уж очень в теме, но.. То, что Вы нарисовали - схема турбины турбореактивного двигателя. В ней бывает до 12 (а может уже и больше) ступеней компрессии. Задача - "разогнать" воздух и создать реактивную тягу. Такая схема для электрического самолета, IMHO, не годится - КПД мал, а запаса электричества небогато. Дело в том, что КПД винта можно оценить по формуле $\nu=\frac{1}{1+\frac{\Delta V}{2V}}$, где $V$ - скорость набегающего на винт потока, а $\Delta V$ - приращение скорости потока за винтом. По этой причине реактивные (в том числе, водометные) движители менее эффективны, чем винты, а в авиации тихой сапой переходят к турбовентиляторным двигателям. КПД воздушного винта на умеренных скоростях достигает 90%. Беда в том, что он перестает работать эффективно на больших скоростях.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ducted fan
Сообщение17.02.2017, 09:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/12/05
5474
amon
Попробую по пунктам:
amon в сообщении #1193274 писал(а):
То, что Вы нарисовали - схема турбины турбореактивного двигателя. В ней бывает до 12 (а может уже и больше) ступеней компрессии.
Согласен, очень похоже, но... Дело в том, что я не предлагаю сжимать воздух. Условимся, что площадь входного сопла втрое больше выходного. Тогда на первой ступени вентилятор просто загоняет воздух в камеру 1, откуда второй вентилятор (возможно, вращающийся независимо от первого) эту же массу воздуха просто переносит с увеличенной скоростью - из за уменьшения площади сечения воздушного потока - в камеру 2. Третий вентилятор проделывает то же самое на третьей ступени и выплёвывает воздушную массу с втрое большей скоростью назад и соответственно, весь двигатель даёт втрое больший импульс, нежели если бы был лишь один вентилятор. Я не вижу, где возникает компрессия, скажем 30/45:1, сравнимая с ТРД.

amon в сообщении #1193274 писал(а):
Такая схема для электрического самолета, IMHO, не годится - КПД мал, а запаса электричества небогато.
Так можно всё это подцепить к ДВС, как и сделано в RFB Fantrainer. Собственно, почему бы не каскадировать хотя бы и на нём? Была бы тогда крейсерская скорость скажем 350-400 км/ч, вместо 230 сейчас.

Насчёт эффективности винта (Вы про эффект запирания?) и реактивных движителей пока ничего сказать не могу, не в теме.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ducted fan
Сообщение17.02.2017, 12:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
2218
ФТИ им. Иоффе СПб
Dan B-Yallay в сообщении #1193289 писал(а):
Была бы тогда крейсерская скорость скажем 350-400 км/ч
Дык для такой скорости ничего каскадировать не надо. Обычный двухлопастной (а еще лучше - однолопастной, но его сделать сложнее) винт прекрасно справляется имея КПД около 90%. Только мощность двигателя должна быть соответствующая (сейчас наизусть не вспомню какая). Тяга нужна на взлете и при маневрах (истребитель), а в нормальном полете пассажирского самолета на первое место выходит экономия топлива. Наиболее эффективен медленно вращающийся винт большого диаметра, который создает ту же тягу минимальным образом разгоняя воздух (или воду) за счет увеличения ее массы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Ducted fan
Сообщение17.02.2017, 16:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/12/05
5474
amon в сообщении #1193328 писал(а):
Дык для такой скорости ничего каскадировать не надо. Обычный двухлопастной (а еще лучше - однолопастной, но его сделать сложнее) винт прекрасно справляется имея КПД около 90%.
Согласен, есть например самолёт Ту-95 который на пропеллерах разгоняется до 900 км/час с крейсерской 830-880. А это практически скорость современных пассажирских джет лайнеров. Но дело еще и в шуме. Закрытый винт существенно тише.

Вот тут перечень преимуществ и недостатков закрытого винта согласно Вики:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ducted_fan#Advantages

Цитата:
- By reducing propeller blade tip losses, the ducted fan is more efficient in producing thrust than a conventional propeller of similar diameter, especially at low speed and high static thrust level (airships, hovercraft).

- By sizing the ductwork appropriately, the designer can adjust the fan to allow it to operate more efficiently at higher air speeds than a propeller would
.


То есть закрытый винт при тех же размерах можно сделать более эффективным. Вопрос только -какой ценой.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: Парджеттер, photon, profrotter, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group