Компенсация реактивного момента на турбопропе
Вы все правильно описали … 😉
В вашем случае газовая струя из турбины является рабочим телом … через неё и передается крутящий момент …
Систему следует рассматривать как винт и самолет, если винт вращается то совокупность элементов двигательной установки, передает момент “противовращения” на планер … вот с ним и нужно бороться …Если вас смущает газовая струя как рабочее тело 😒 … то в поршневом моторе все аналогично, поршень физически не имеет жесткой точки касания … энергия передается через газовую составляющую образованную при сгорании топливной смеси …
С уважением, Соло.
Соло, спасибо информацию.
Все-таки в поршневом самолете несколько другая ситуация.
Давайте представим векторную диаграмму действия и противодействия. В случае поршневого мотора противодействие как раз через указанное Вами рабочее тело стремиться провернуть картер относительно условно зафиксированного коленчатого вала.
То есть ситуация абсолютно как у звездообразного ротативного ДВС, когда коленвал зафиксирован, а винт вращается вместе с картером.
С ТВД все не так однозначно.
Пробуя нарисовать векторную диаграмму - натыкаемся на газовую струю. Как она потом взаимодействует с остатком совокупности двигателя? В какую сторону заставляет вращаться “картер” турбины?
Чтобы сразу на этот вопрос не отвечать, давайте развернем турбину-газогенератор поперек продольной оси фюзеляжа, а газы завернем отводом на привод винта. Таким образом изолируем вращающие моменты от вала турбины от воздействия вокруг продольной оси фюзеляжа.
Как в таком случае реактивный момент от винта через рабочее тело заставляет планер вращаться в обратную сторону?
С ТВД все не так однозначно.
Пробуя нарисовать векторную диаграмму - натыкаемся на газовую струю. Как она потом взаимодействует с остатком совокупности двигателя? В какую сторону заставляет вращаться “картер” турбины?
Все ОЧЕНЬ однозначно и проверяется экспериментом !!! 😉
Если винт вращается относительно самолета в газовой среде (воздухе) … он однозначно будет создавать реактивный момент и фюзеляж самолета будет закручивать в противоположном направлении …
Никакой редуктор, не шестереночный ни турбинный … на эту ситуацию не повлияет хоть вдоль поставь СУ, хоть поперек … 😁
Кроме реактивного момента, вращающийся винт также обладает гироскопическим эффектом, турбина также довольно приличный механический гироскоп … вот эти моменты можно скомпенсировать положением оси турбины … но практически уверен, что на практике этим никто не заморачивается 😃
С уважением, Соло.
Все ОЧЕНЬ однозначно и проверяется экспериментом !!!
Поддерживаю!
Думаю над чистотой эксперимента, нужно нивелировать эффекты аэродинамические, т.е. не на самолете проводим.
Есть пара мыслей на этот счет, озвучу позже.
Если винт вращается относительно самолета в газовой среде (воздухе) … он однозначно будет создавать реактивный момент и фюзеляж самолета будет закручивать в противоположном направлении … Никакой редуктор, не шестереночный ни турбинный … на эту ситуацию не повлияет хоть вдоль поставь СУ, хоть поперек … Кроме реактивного момента, вращающийся винт также обладает гироскопическим эффектом, турбина также довольно приличный механический гироскоп … вот эти моменты можно скомпенсировать положением оси турбины … но практически уверен, что на практике этим никто не заморачивается
Гироскопический эффект, прецессию, аэродинамические эффекты отбрасываем, интересует только реактивный момент.
Задача стала мне интересна и с теоретической точки зрения, совершенно с Вами согласен, что на практике никому это нафиг не нужно.
Прочитал только что много форумов забугорных из большой авиации, там тоже мнения разделились.
Воздействие рабочего тела на неподвижиную часть двигателя там связывают на действие струи газов на направляющий аппарат свободной турбины. Действительно, струя заставляет его вращаться в обратную сторону, вместе с планером.
Поддерживаю!
Думаю над чистотой эксперимента, нужно нивелировать эффекты аэродинамические, т.е. не на самолете проводим.
Это очень просто ! 😉
Нужно поместить систему в безвоздушную среду …
Вот только что мы будем исследовать? Ведь раективный момент винта, имеет аэродинамическую природу 😉
Думаю следует вернуться к постановке вопроса …
- На рисунке показаны усилия, действующие на составные части ТРД. В том числе и моменты от газовых сил, действующие на элементы корпусов компрессора и турбины. Обычно эти моменты уравновешиваются ПОЧТИ полностью, но на переходных процессах компенсация уменьшается - до перехода двигателя на установившийся режим.
Что будет, если разъединить силовую связь корпусов компрессора и турбины? Появятся крутящие моменты, которые могут быть восприняты только опорами с передачей на стенд или ЛА… Турбина превратится в “свободную”…
В ГТД со свободной турбиной, крутящий момент от газовых сил, воздействующий на лопатки сопловых аппаратов СТ неуравновешен. Проблема решается конструктивно (в той или иной мере):
- воспринимается опорами ГТД с последующей компенсацией моментом редуктора через его опоры (через общую мотораму);
- силовой связью корпусов СТ и редуктора.
Реактивный момент от ВВ воспринимается опорами редуктора или опорами СУ в целом. Этот момент можно компенсировать, введя окружную составляющую реактивной тяги путем ассиметрии расположения или формы сопл… - поле для творчества.
- Дополнительно, в архиве, прилагаю небольшую памятку об усилиях в ГТД, ТВД (в формате djvu)
По-моему пора дифференцировать процессы: 1. Реактивный момент ГТД (в посте, рассмотренном выше);
2. Реактивный момент воздушного винта ТВД, с чего, собственно, началась тема.
Несколько различные процессы по своей природе…
Каким необходимо закладывать угол выкоса оси воздушного винта на турбопропеллерной СУ?
Чую … интуитивно, что угол должен быть куда меньше, чем на классике ДВС/Электричество.
Угол нужно закладывать. Факт! Угол зависит от многих факторов: скорость вращения, шаг винта, расстояние от винта до оперения, расположение крыла и его хорда, расположение оперения…
Как видите, заранее просчитать малореально…
Вы сравниваете выкос с ДВС/Электро. Это неправильно. ДВС (бензин) имеет относительно небольшие обороты. Электро чуть выше, но могут применяться ВМГ с заметно бОльшими оборотами. Что означает изменение выкоса…
Я бы посоветовал начать с рабочих оборотов Вашего пропеллера. Вы их знаете. Так при больших оборотах и небольшом шаге винта, выкос нужно делать меньше. Например начать с 1 градуса. Если больше, то возникает вероятность закрутки самолета на взлете и дрова…
Если Ваш винт будет вращаться медленней (до 8000 об/мин) то начните с 2 градусов.
В любом случае, по результатам пробных полетов, выкос придется уточнять и настраивать.
Удачи!
Чтобы сразу на этот вопрос не отвечать, давайте развернем турбину-газогенератор поперек продольной оси фюзеляжа, а газы завернем отводом на привод винта.
Привет всем! Именно так сделано в вертолетах с ГТД. Ось винта несущего ротора развернута относительно вала турбины. Однако ж там рулевой винт не пытаются убрать, и наверно понятно почему.