Блоги

s.t.> КПД стремится к нулю. Нет габарита - нет теплообмена. В любом случае нужен габарит.

Полностью согласен.
Серийное изделие 30 см в диаметре.
Если можно уменьшить до 20 см - уже хорошо...
Речь не идет о моделях, речь идет о сверхмалой и малой авиации.
Можно также помечтать о БПЛА, но тогда уже больших...

digger> Томагавки же , их тысячи, но двигатель довольно дорогой и это не самопальное изделие, а серийное изделие, разработанное в серьезном КБ.Браться самому за такую работу безнадежно. Сопла Лаваля там практически нет, есть небольшое сужение и оно незначительно влияет на тягу.

Я на самом деле не спорю. Пока нет прорывной идеи, в т.ч. по резкому упрощению технологии, никто браться за эту безнадегу и не будет...
Расчет сопла Лаваля нужно для понимания...
Также, есть идеи по использованию профиля Лаваля не только в качестве сопла...
Потому и нужен расчет.

digger> Турбины на моделях - АФАИК баловство и технофричество,чтобы было похоже на настоящий самолет,и дорогие они безмерно. Как правильно отметили, ДВС на таких размерах выигрывает, ну или турбина плохо дружит с размерным фактором.Если хотите что-нибудь реактивное - ставьте ПУВРД.

Ну речь все-таки не идет о модельном двигателе, а о двигателе для малой и сверхмалой авиации. Тут все-таки уже другие размеры, просто несколько ограниченные...

Вот некоторый пример из оборонной отрасли:

Двигатель русской ракеты «Калибр»

Это не слишком серьёзное на первый взгляд изделие, напоминающее бытовой пылесос, есть не что иное, как малогабаритный двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД)37-01, разработанный и выпускаемый серийно в НПО «Сатурн» (Рыбинск) и применяемый в качестве маршевого двигателя на КРБД 3М14 комплекса «Калибр» (ОКБ «Новатор», Екатеринбург).

В это трудно поверить, но стратегическую крылатую ракету полётной массой около 1 300кг со скоростью 850 км/час (0,7 М) несёт «движок» размером с дорожную сумку, который без труда могут поднять два человека (доля массы ТРДД в нагрузке масс ракеты — всего 6%).

Экономичность двигателя впечатляет не меньше его массогабаритных характеристик. При заявленном удельном расходе топлива запас горючего для полёта на полную дальность (1 500 км, 1 час 45 мин.) должен составлять 560 кг (около 45% от полётной массы).

По данным от производителя 37-01 имеет следующие технические характеристики:
- максимальная тяга — 450 кгс;
- удельный расход топлива на максимальном режиме - 0,71 кг/кгс/час;
- диаметр — 330 мм;
- длина — 850 мм;
- сухой вес — 82 кг;
- используемое топливо — авиационный керосин ТС-1, Т-1, Т-6, РТ, децилин Т-10.

Это означает, что 3М14 расходует 48 литров авиационного керосина на 100 км полёта, что соответствует расходу топлива КАМАЗа-6460.
…

Дальше »»»

s.t.> Без вариантов, уменьшаем турбину теряем КПД. Хотя можно, наверное, придумать что-то вроде очень длинной турбины - стручка. Да, выиграем габарит, но только в одном измерении. Впрочем, это еще можно как то стерпеть ибо самолеты имеют большое удлинение. Но сделать тонкий, длинный вал турбины?

Не, не вариант - биения разрушат вал. Также, длинная турбина - много ступеней, высокая сложность изготовления + стоимость.
Только если играться аэродинамическим профилем лопаток/сопла + дополнительной эжекцией воздуха из окружающей среды + применение вентилятора, который ближе к винту или самого винта.

У ванкеля большая сложность изготовления + проблемы с уплотнением + не очень удачная форма камеры сгорания/поршня для передачи импульса раскаленных газов к поршню, трение, масло...

Fakir> ТРД - это скорости от 600 км/ч, нужно ли это сверхмалой авиации?

ТРД можно также использовать для привода электрогенератора, встроенного в корпус ТРД. А генератор питает электродвигаель, как в малой авиации, так и в автомобилях. Получаем гибрид. Если силовая установка будет компактной и с малым весом - то все ок...

И все-таки, как же, из каких критериев подойти мне к расчету (предварительному, может только качественному даже) сопла Лаваля?
Что оптимизируем, что пытаемся снизить, по каким апроксимирующим зависимостям?

s.t.> и ведь при малых диаметрах повышение давления - очень сложная задача.

да, у приведенного двигателя компрессия мала, но есть ведь еще явления эжекции и присоединения масс окружающего воздуха и т.д.
в приведенном варианте ничего подобного не используется.
И ведь даже простые подшипники могут быть газовые - газостатические, к примеру - другое трение, другое обслуживание, другая смазка (если вообще нужна)...

Fakir> ТРД - это скорости от 600 км/ч, нужно ли это сверхмалой авиации?
Fakir> И "самопальный" ТРД будет ну очень сложной штукой (сложнее даже ЖРД), и параметры будут грустными - особенно экономичность.

для трд согласен.
но мы говорим о турбовентилляторном или турбовинтовом (некоторый аналог - турбовальный).
также, говорим только об одной ступени для компрессора и максимум 2-х для турбины - нужны для отдельного привода ступени компрессора и отдельного привода вентиллятора. Тут уже другие скорости и, в силу двухконтурности, другая экономичность. 3D фрезы позволяют селать достаточно оптимальную форму лопаток и если они составляют единое целое с колесом (для осевого компрессора, хотя можно взять и более простой компрессор - центробежный), то это сильно меняет дело...
Также, есть газодинамические эффекты, возможно не вполне учтенные в современных трд.
Идея получить трехлитровый цилиндр с мощностью не менее 50-90 лс и допускающий невысокую/некачественную чистоту обработки/центровки лопаток и прочих поверхностей, т.к. допускающий сборку в сельпо...
Т.к. дигатели Курта Шреклинга собирают действительно прямо на коленке в гараже, а не то что даже в сельпо, то хотелось бы остаться на таком же уровне сложности и качества сборки, но повысить сложность аэродинамических поверхностей + двухконтурность + винт-вентиллятор в кольцевом канале + еще некоторые газодинамические нюансы.
Если это принципиально окажется невозможным - ну значит не шмогла...

Вот, кстати довольно простенькое нутро авиамодельного ТРД:
…

Дальше »»»

Bredonosec> эээ.. джетпаки на гтд работают...
Bredonosec> Или имеется в виду увлечение ракетами?

Нет, ГТД.
Но те простые конструкции для авиамоделей - это вариации разработки Курта Шреклинга. Они на центробежном одноступенчатом компрессоре и, разумеется, одноконтурные. Очень красивая схема, но подходит только для моделей.
Хотя видел фотки, где пару таких движков, размером с полуторалитровую консервную банку, мужик поставил на сверхмалый ЛА и ничего, полетел...

Хочется тоже небольшой, предельно простой, двигатель, но экономичный и при этом тяговитый... Но это уже сразу турбовентилляторный, двухконтурный.
Вопрос в том, как все равно его сделать простым, ближе по технологиям к авиамодельным, чем к серийным в большой авиации.
Тут единственный резерв - разные газодинамические эффекты, может даже не используемые пока в существующих моделях трд.

Но это все пока только мечты... Пока не появилось прорывной идеи...

Fakir> По автору ищется легко

Я так понял, чо речь идет о книге Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч.

Fakir> Нууу, батенька, знать надо такие вещи, раз уж занимаетесь С какой, кстати, целью?

Никогда не знаешь, когда просто накопленные знания начнут приносить конкретную пользу...
Все мечтаю о сверхмалой авиации с каким-нибудь трд, в качестве двигателя...
ТРД, на основе конструкции Курта Шреклинга, для авиамоделей народ сам собирает - инфы по ним много, но там кпд низкий.

Fakir> Решил проверить память - да, в Абрамовиче есть пара страничек на эту тему, подзаголовок "Форма сопел", с.443

А как сама книга называется?

Fakir> А вам зачем вообще? Может проще что готовое взять? Или процесс интересует?

Интересует именно теоретическая часть. Поэтому программный пакет не очень подходит. Хотелось бы именно критерии расчета, больше даже качественные...

Кстати, как вы думаете, скачки уплотнения могут служить механической границей, аналогом стенки, для газовых потоков?