Реактивный вертолет! Обсудим?
Продолжая тему прямоточников у меня возникла еще одна идея. Попробуем расположить прямоточники не на концах лопасти, а вместо балансиров на сервооси. Только расположим их не строго под уголм 90° к лопастям, а так, чтобы выхлопная струя обдувала переднюю кромку лопасти. Да, мы потеряем немного в эффекте рычага, зато приобретем в подъемной силе лопастей. Ваше мнение?
К стати, вы так и не сказали, как собираетесь решить вопрос поворота такого веролета на месте. А без этого маневра вертолету будет сложновато летать не по прямой.
В том-то и суть расположения прямоточника на концах лопастей - там мы имеем окружные скорости достаточные для работы прямоточника! Если ставить на сервооси, то … сами понимаете.
Кстати, возможно просто установить на концах лопастей или на сервоосях не прямоточники, а обычные ДВС с пропеллерами. Подобная техника летала. Только в этом случае пока ничего не думается. 😵
А на счет путевого управления, то кроме как расположения большого киля в потоке от винта, других, более менее, доступных идей нет. В общем этот способ и применялся на СЛА - реактивных вертолетах. Об эффективности сказать пока ничего не могу, но и другой идеи тоже нет. ☕
Господа, здравствуйте. Предлагаю Вашему вниманию одну, именно, “изюминку”. И вам судить.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (19) RU (11) 2059536 (13) C1
(51) 6 B64C27/18
(54) НЕСУЩИЙ ВИНТ С РЕАКТИВНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ВЕРТОЛЕТА
Изобретение относится к авиации и может быть использовано при создании несущих винтов с реактивным приводом для вертолетов. Сущность: в выполнении несущего винта с лопастями, на концах которых устроены воздуховоды, образованные стенками силового набора лопасти, при этом часть воздуховодов соединена с продольными щелями для выдува воздуха на лопасти, а другая часть заканчивается полостью канала, к которому подходит топливопровод с форсунками и имеется система поджига топливной смеси. Несущий винт оснащен источником сжатого воздуха, выполненным в виде компрессора, вал которого кинематически связан с лопастями несущего винта через посредство мультипликатора, состоящего из закрепленного на лопастях зубчатого венца, взаимодействующего через паразитные колеса с солнечным колесом, закрепленным на валу компрессора. 3 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к авиации, а именно к несущим винтам с реактивным приводом для вертолета.
Из уровня техники известны несущие винты с реактивным приводом.
В патенте [1] описан несущий винт вертолета, в лопастях которого размещены соединенные с источником сжатого воздуха воздухопроводы, образованные стенками силового набора лопасти: часть воздухопроводов соединена с расположенными вдоль кромок лопастей продольными щелями для выдува воздуха, а другая часть соединена с соплами, расположенными в концевых сечениях лопасти, образующими реактивный двигатель, причем несущий винт оснащен системой управления выдувом, сопряженной с автоматом перекоса. Недостатком этого технического решения является невысокая эффективность реактивного двигателя в связи с незначительной скоростью истечения воздуха из сопел реактивного двигателя.
Наиболее близкий аналог, описанный в патенте [2] представляет собой несущий винт с реактивным приводом для вертолета, оснащенный системой управления циркуляцией, заменяющей управление циклическим шагом. В каждой области несущего винта размещены воздухопроводы, образованные стенками силового набора лопасти и связанные с источником сжатого воздуха, часть воздуховодов соединена с продольными щелями на передней и задней кромках лопасти, а другая часть воздуховодов связана с соплами реактивных двигателей, расположенных в концевых сечениях лопастей.
Недостатком технического двигателя решения по патенту [2] является невысокая энергетическая эффективность реактивного двигателя в связи с малыми скоростями истечения воздуха из сопел, что приводит к необходимости увеличения мощности источника сжатого воздуха.
В изобретении решается задача повышения энергетической эффективности несущего винта с реактивным приводом. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности реактивного привода при уменьшении мощности источника сжатого воздуха.
В том-то и суть расположения прямоточника на концах лопастей - там мы имеем окружные скорости достаточные для работы прямоточника! Если ставить на сервооси, то … сами понимаете.
Кстати, возможно просто установить на концах лопастей или на сервоосях не прямоточники, а обычные ДВС с пропеллерами. Подобная техника летала. Только в этом случае пока ничего не думается. 😵
А на счет путевого управления, то кроме как расположения большого киля в потоке от винта, других, более менее, доступных идей нет. В общем этот способ и применялся на СЛА - реактивных вертолетах. Об эффективности сказать пока ничего не могу, но и другой идеи тоже нет. ☕
Т.Р.Д.- самый выгодный движитель, для установки на концах лопастей вертолета, это к “бабке не ходи”. Но здесь свои трудно решаемые проблемы, или применение не рентабельно! Судите сами.
- Большие центростремительные силы, от массы двигателей.
- Большие гироскопические моменты от вращающихся частей двигателя.
- Пульсации газов на входе в двигатель, в поступательном полете.
- При изменении угла атаки лопасти, происходит наклон вектора тяги движителя.
- Проблемы, связанные с масляной системой двигателей.
- Большое (Рлоб) лобовое сопротивление двигателя, в зоне линейной скорости вращения, близкой к скорости звука.
- Борьба с кориолисовыми силами, утяжеляет конструкцию втулки винта.
- При условиях описанных в пункте =4= нарушается динамическая регулировка винта в полете
И все-таки: “кто ищет, тот найдет”.
Р.Т.Н.П.В. (реактивная турбина непосредственного привода винтовентилятора), в силу своих достоинств, имеет право на самостоятельное существование, не отвергая и не унижая достоинств других типов двигателей, известных на сегодняшний день, и работающих в пределах нашей атмосферы
Ну - ВЫ это , мужики…
Будте ближе к нашему “колхозу”.
Всякое такое пишите, что при изучении деталей, действительно возникает- некое доверие.
А недоверие зашкаливает. в виду отсутствия узконаправленного образования.
Может подобные темы- для формфактора “ИнОВАЦИИ” к примеру.
В продолжении данной структурной сетки.
Да, тема очень далека от «колхоза» т.е. от реальности! Это просто поломать голову. 😵
В общем, понятно, что применение в данном проекте ТРД, или вообще ВРД, почти нереально, в силу уже описанных проблем.
Но остается вариант компрессорного типа, здесь нет таких заморочек, но хватает своих.
Но я подумал, а почему упираться в размер высоты лопасти, а значит и диаметра канала в 10 мм. Мы же не ставим вопрос создания подобного пепелаца в размерах, скажем ДВС-ного вертолета 30-го класса? Пусть диаметр канала будет 20 мм, соответственно хорда лопасти будет, на вскидку, 100 мм, а сам винт вылезет в 2 метра! Пусть это будет большой RC вертолет. Правда, это постепенное приближение к настоящим машинам Глухарева по размерам, но как вариант?
Конструкция лопасти, как вариант: труба диаметром 20 мм в качестве канала для воздуха и как лонжерон, а сама лопасть стеклопластиковой конструкции. На счет компрессора или газогенератора пока не надумалось, но может быть тот же ТРД, в фюзеляже?
Правда, еще один немаленький гемор - конструкция втулки винта, как это могло бы выглядеть, я честно говоря не знаю? ☕
Насколько я помню, основная проблема при установке ТРД на конце лопастей была связана с гироскопическим эффектом - двигатель пытался закрутить лопасть так, чтобы совместить ось вращения своего ротора с осью вращения несущего винта. Другими словами, возникала жуткая крутка лопастей…
Надо ставить тогда двухвальный ТРД 😎
Внутри двухвального ТРД будут возникать огромные радиальные уравновешенные силы на подшипниках, для ТРД не характерные…
И еще. Такой ТРД будет сильно мешать изменять угол атаки лопасти. Придется делать не цельноповоротную лопасть, а лопасть с рулевой поверхностью, что чревато флаттером…
Ротокрафт с ЖРД RH-1 в 1954 г. успешно летал… В принципе, можно сделать аналог и поменьше.
Надо ставить тогда двухвальный ТРД -
а чем это лучще то???
Внутри двухвального ТРД будут возникать огромные радиальные уравновешенные силы на подшипниках, для ТРД не характерные…
можно поподробнее…?
Двухвальный ТРД подразумевает, что валы вращаются навстречу друг-другу, и тем самым уравновешивают гироскопические моменты внутри двигателя.
Двухвальный ТРД подразумевает, что валы вращаются навстречу друг-другу, и тем самым уравновешивают гироскопические моменты внутри двигателя.
ну и каша в голове у вас товарищь!
1 гироскопич момент так не уменьшишь
2 двухвальными трд делают не для этого
3 я не знаю ни одного двухвального трд в котором валы крутились в разные стороны (хотя это привлекательно с точки зрения теории лопаточных машин) просто в двухвальных трд как правило присутствет межвальные подшипники которые трудно охлаждать. в вашем случае они должны крутиться с скоростью навной сумме а не разности скоростей валов.
я не теоретик реактивых вертолетов но трд меня 6 лет учили 😉
ну и каша в голове у вас товарищь!
Никто не оспаривает Вашу Мудрость! И на соотношение скоростей вращения КВД и КНД никто не покушается, равно как и на конструкцию классических ТРД! Не стоит придираться к привычной Вам терминологии. Мы обсуждаем ИДЕЮ!
Сформулируем тезис по другому: можно установить на конце лопасти в вертикальной плоскости два ТРД, строго один над другим, причем такие, что их валы вращаются в разные стороны. Как по Вашему, начнет ли скручивать лопасть? Если да, то в какую сторону?
Спасибо за ссылку! Очень полезная! Цитата “Свои надежды они возлагали на разработанный в ЦИАМ новый ТРД МД-3, гироскопический момент на котором уравновешивался за счет противоположного вращения компрессора и турбины.”
2 идеи
- самау лопасть является твердотопливным двигателем,
2 в качестве источника газа - какая-нить химическая реакция с бурным газовыделением (если кто в детстве ракеты на карбиде делал 😃)
и последнее - топик стартеру - купите 2 ракетных двигателя в модельном магазине и проведите эксперимент 😃
а нельзя движки размещать ближе к корню лопасти?
при той же мощности, если ее хватает 😃, обороты выше (но инертность больше)
центростремительные ускорения меньше
Если полую лопасть заполнять топливом, нужен будет только первый импульс для завода (выхода на режим), чтобы потом топливо под давлением от ЦБ силы поступало. Хотя это сработает и с тонкими топливными трубками, проложенными в лопасти.
Если сделать своего рода стакан (в центре его пройдет ось ротора), в который будут погружены трубки… надо только раскрутить ротор и топливо пойдет по инерции, только может быть казуз при приличной вертикальной перегрузке 😃
короче, о чем это я, ушел от темы слегка =)
Извиняюсь, конечно. Я чистый теоретик, но идея с прокачкой воздуха через лопасти мне кажется неплохой.
Целых !10! мм. Из них 5 вполне можно отвести под тонкую трубку. Автомат шага обходится гибкой трубкой идущей в центральный вал (полый). Единственное место где будет травить воздух - подшипник соединения движущейся части центрального вала и стационарного смесителя. Поскольку я фанат электричек, воздух подкачивать можно парой мощных импеллеров (по бокам вертолета с заборниками как у современных боевых). Если вы вспомните физику трубы (по моему закон Бернули), то при сужении трубы скорость потока в ней возрастает. По идее, должно получиться.
Из минусов вижу только медленную реакцию главного ротора (и соответственно медленное переключение газа в полете). Также вертолет потеряет возможность разворота на месте. Зато есть возможность создать дополнительную подъемную силу лопастей. Маленткие дырочки-сопла на верхней поверхности лопасти будут ускорять поток над лопастью, следовательно подъемная сила будет больше.
Как чистый теоретик скажите,а чем прокачивать воздух будете?У меня винтовой компрессор (легче поршневых),врать не буду,десятки кило весит,так его еще питать нада!И выдает всего 10 атмосфер!Поверьте,к тому моменту как мы подберемся по технологиям по осуществлению данной схемы,вертолеты уже не нужны будут.Говорю работая в вертолетной компании по убеждению.
Прикольные утопические идейки.
На мой взгляд, самое близкое к реальности решение - это прямоточные (без вращающихся частей/гироскоп момента) на концах лопастей большого (это что-бы двигатель длинной примерно 200 мм на конце лопасти был реальностью) вертолёта. Скорость конца лопасти при диаметре 1.5 метра и 2000 об/минуту более 150 метров/сек - вроде достаточна для старта и работы прямоточника. Остальные детали схемы классические для современных электрических моделей - можно даже обгонную муфту авторотации убрать - тогда стартер в полёте генератором станет для поддержки питания борта.
Учитывая лёгкость современных БК моторчиков, вес кратковременно используемого стартера будет достаточно мал. ( более 500 Вт при 50 граммах ХайВольт на Рексе, более киловатта при 180 граммах - ГиперИон на Стрижике - примеры из жизни)
Ну а большой момент инерции прямоточника на конце (сужающейся ?) лопасти вынудит лопасть скручиваться при циклическом шаге, что слегка уменьшит ролл-рэйт. Зато увеличенная масса на концах лопастей увеличит устойчивость вертолёта и быть могет даст возможность отказаться от серво оси. При ентом конструкция головы предельно упрощается и разместить в полой главной оси канал подачи топлива - вполне реальное дело.
В качестве топлива модельного прямоточника - быть могет пропан/бутан из баллонов для зажигалок/туристических плиток ? Недостаток - давление паров/наддува сильно зависит от температуры, двигло будет сильно температурно зависимым. Но широкий диапазон возгораемости смесей бутан/воздух слегка снизит ентот недостаток. Ну и по любому придётся управляемый дозирующий клапан делать - потому как расходы топлива при изменении скорости вращения ротора будут весьма различными. Учитывая и центробежное ускорение столба топлива в лопасти и разные скорости/давления воздуха в прямоточнике.
Так что вполне реально пробовать - если сконцентрировать внимание знающих людей на оптимальной конструкции минимальных размеров прямоточника.
P.S.
А зачем такое усложнение вообще надо ? Кроме красоты идеи ? Гемор на старте, капризность в полёте, куча экспериментов по подбору дозирования топлива.
А что получим взамен ? Полётное время 1 час ? Что-то я сомневаюсь - КПД прямоточника супротив КПД электрического БК моторчика настолько проигрывает, что большая энергоёмкость топлива в сравнении с литием могет и не спасти.
А вот гемор на старте, шумность в полёте, сложность/ненадёжность конструкции и прочие вкусности - ощутим в полном объёме.
Спрашивается - а кому оно надо ?
прошу прощение за свои бредовые мысли, 😦 но всё же: объясните, почему нельзя на концы лопастей поставить мощные импеллеры? (ещё раз извините)
такие уже есть.
www.snelflight.co.uk/hoverfly.htm
а вот по теме: автожир с разгонными реактивными движками на концах лопастей.
движки работают на перекиси водорода 😃
www.peroxidepropulsion.com/article/35
вертолеты там тоже есть:
рисковый мужичок.
перекись водорода нужна концентрированная, а это сильнейший и неустойчивый окислитель.
попадет на пилота эта бяка - получит сильнейший ожог.