Как Посчитать Силу Тяги В Ньютонах?

[cardinal 0]

То есть на этот пост

<noindex>http://fsapr2000.ru/index.php?s=&show...st&p=183120</noindex>

ответов ни у кого нет? Хоть соображениями поделитесь...

[cardinal 0]

Мда, не густо ответов...

Ну да пофиг. Я думаю Вы мне подтвердите, что сейчас есть дела поважнее, а именно

Всех с наступающим 2008 годом!

Изменено 29 декабря 2007 пользователем cardinal

[Rotan-600 0]

Я долгое время не уделял этому топику внимания поскольку считал, что все понятно, но вижу споры разразились нешуточные.

Мужики, ненадо изобретать велосипед.

Для начала, определитесь с типом силовой установк. Это позволит вам определить какую лопаточную машину вам надо: компрессор(осевой или центробежный), закопотированный вентилятор или же старый добрый воздушный винт. Для этого нужно знать не тольку тягу двигателя, но и крейсерскую скорость летательного аппарата. Далее берете любую книгу по теории авиационных двигателей и вперед. Если основная тяга у вас создается винтом, то у вас винтовой двигатель с электрическим приводом. Проектируйте винт под заданный расход, и скорость вращения, а проще купите в магазине для авиамоделей, а затем подбирайте электропривод требуемой мощности. Если хотите создать подобие реактивного двигателя, в котором тяга создается условно говоря реактивной струей, то поместив вентилятор в трубу и сделав на выходе дозвуковое коническое сопло и при этом нет подводя тепла, то о тяге можете забыть. Эффективность такой установки будет крайне низкая. А вообще если нужна именно реактивная тяга для авиамодели рекомендую пульсирующий ВРД. Благо чертежей в Inete таких движков полно и не чего не вращается, правда нужно топливо. На мой взгляд проектирование гибридного реактивного двигателя с электрическим приводом вместо газовой турбины абсолютно тупиковый вариант. Масса аккумуляторов и электродвигателя будет слишком "большая", а время работы "маленькое". Что касается винтомоторных силовых установок с электроприводом, то они есть и применяются на беспилотных летательных аппаратах, правда очень маленьких.

Формула для расчета тяги реактивного двигателя очень проста: P=G(Vc-Vп)[H]. где P-тяга в ньютонах, G-массовый секундный расход воздуха и топлива через двигатель, Vc-скорость истечения из сопла, м/c, Vп-скорость полета, м/c. Задавая расход и скорость истечения определяете геометрию проточной части и переходите к расчет лопаточной машины. Короче, для начало надо почитать теорию авиационных двигателей, лопаточных машин и воздушных винтов. Многое прояснится.

[cardinal 0]

Это все понятно (все советы взять книги по теории), но дело в том, что я уже теорию довольно конкретно расписал

<noindex>http://fsapr2000.ru/index.php?s=&show...st&p=183120</noindex>

На практике уже результат неплохой тоже есть. А эта формула

P=G(Vc-Vп)[H]

мне не дает ничего! И опять же повторюсь, что ситуация описана довольно таки точно - есть пропеллер в "трубе" (то есть импеллер), для него есть расчеты. Хотелось бы именно от этого отталкиваться в дальнейших обсуждениях, а не от того, что реактивный двигатель лучше.

Если хотите создать подобие реактивного двигателя, в котором тяга создается условно говоря реактивной струей, то поместив вентилятор в трубу и сделав на выходе дозвуковое коническое сопло и при этом нет подводя тепла, то о тяге можете забыть.

Вот это например высказывание в тему, но без цифр и аргументов. По формулам, которые написал выше у меня выходит тяга в сотни грамм, а Вы говорите забыть? Поконкретнее пожалуйста...

А вообще я думаю в течении месяца у меня появятся фотки установки, которую собрал - обязательно выложу их, на них много чего интересного можно увидеть.

Изменено 18 января 2008 пользователем cardinal

[Rotan-600 0]

Если я правильно Вас понял, то экспериментальная установка представляет из себя фрагмент трубы в передне части которой установлен импелер конструктивно представляющий из себя рабочее колесо осевого компрессора с прямыми лопатками (без закрутки). Это колесо вращается с частотой 50 000 мин-1. На другом конце трубы установлено дозвуковое коническое сопло. Если у Вас есть результаты хотябы энергетического расчета рабочего колеса, значит у вас есть значения параметров потка за рабочим колесом: давление, температура, скорость и расход. Значит Вы можете расчитать парметры потока перед соплом зная геометрию проточной части. Зная геометрию сопла рассчитывете скорость истечения из сопла. Зная скорость истечения, расход и задавшись нулевой скоростью полета можно по указанной формуле оценить реактивную тягу Вашей силовой установки на земле. По сути Ваша силовая установка похожа на закопотированный вентилятор. Учтите, что степень сужения сопла будет влиять на давление за компрессором и следовательно изменять углы атаки лопаток. Если степень сужения сопла окажется слишком малой или слишком большой для данного угла установки лопаток, скорости вращения и высоты лопаток, то углы атаки отклонятся от расчетных и Вы можете получить нерасчетный режим работы или даже срыв компрессора, что превед к резкому падению КПД. Учтите, чо радиальный зазор между лопатками и статором (корпусом) так же влияет на претекания сжатого воздуха из области высокого давления за компрессором в область низкого давления перед компрессором и определяет КПД компрессора. В книгах по теории лопаточных машин есть рекомендации по выбору радиального зазора в зависимости от высоты лопаток, стпени сжатия и т.д. Если отнестись посерьезнее, то без постраения треугольников скоростей вам наверное необойтись. Вообще есть отдельные книги по расчету воздушных микрокомпрессоров и микротурбин вращающиеся с частотой 100 000-200 000 мин-1, последние применяются например, в стоматологическим бурмашинках. У меня правдо таких книг нет. Но помойму я их видел где то в Рунете. Рекомендую взять методичку по расчету винта или ступени осевого компрессора в каком нибудь техническом ВУЗе, там есть формулы и графики без лишней информации.

Рекомендую поискать в yandexе книгу по характеристикам малоразмерных газотурбинных двигателей и сравнить их характеристики (тягу) с вашей. Это книга точно есть несколько раз ее встречал.

Очень интересно посмотреть на реальную железку. ЖЕЛАЮ УДАЧИ!!!

[cardinal 0]

Насчет экспериментальной установки дело немного не так обстоит. Некоторые вещи изменились по ходу полета творческой мысли. Теперь это все еще труба, только большего диаметра - 130 мм. В ней стоит пропеллер от фирмы Robbe, тут

<noindex>http://de.robbe-online.net/rims_de.storefront</noindex>

можно забить в поиск номер 1-77834747, чтобы его увидеть. Обороты у меня сейчас около 15000/мин. Тягу еще не померял, т.к. пока занимаюсь конструированием тележки, на которой вся установка будет ездить, а также Bluetooth'ом для управления этим всем через комп.

Книгу насчет микрокомпрессоров и микротурбин я видел - тяжело воспринимается и не очень понятно как написанное применить на практике. Особенно при использовании сложных форм. Пришел к выводу, что (т.к. книга старая) в наше время имеет смысл использовать программы, которые численно решают поставленную задачу (дифф. уравнения в трехмерном пространстве) и по результату работы которых можно уже судить, что лучше. В книгах же описаны только эксперименты и показаны различные графики для определенных случаев, НО не для моего случая.

Вообщем позже напишу к чему я пришел...

Изменено 21 января 2008 пользователем cardinal

[cardinal 0]

Если я правильно Вас понял, то экспериментальная установка представляет из себя фрагмент трубы в передне части которой установлен импелер ...

Очень интересно посмотреть на реальную железку. ЖЕЛАЮ УДАЧИ!!!

На данный момент могу показать первые две фотографии почти полностью готовой конструкции.

Установка меряет скорость вращения и позицию на дорожке. Скорость вращения или позиция в свою очередь могут быть установлены по Bluetooth. Управление производится с помощью VI сделанного в LabVIEW.

Со всеми этими функциями справляется ATmega8 и его 8 Kb флешки забиты под завязку (если интересно почему могу написать). Плата двухэтажная (на второй стороне почти ничего правда нет ).

Скоро можно будет на практике сравнить аналитические результаты с тем, что будет получено с помощью измерений (об.мин/тяга).

А ну и забыл сказать - все сделано с нуля мной. Начиная от конструкции и заканчивая электроникой (понятно, что стандартное куплено, например Bluetooth адаптер).

Синюю плату, на которой сидит ATmega8 и все такое можно купить здесь

<noindex>www.g24-tec.com</noindex>

причем рублей за 900, т.к. там новая версия планируется и есть скидки (вообще если что пишите туда E-mail).

Изменено 2 февраля 2008 пользователем cardinal

[Форумный боец 1]

cardinal, где этим занимаешься?

[cardinal 0]

В <noindex>универе</noindex> конечно, где еще...

Изменено 2 февраля 2008 пользователем cardinal

[Rotan-600 0]

А какое назначение у данного изделия. Это силовая установка для чего то ездиющего, плвающего или летающего. Или просто так хобби. Вообще в капот обычно ставят вентиляторы с числом лопастей 3-5 и более, а не воздушные винты. Характерным примером являются толкающие закапотированные вентиляторы спортивных судов на воздушной подущке (см. Hovercraft). Я подозреваю, что это может быть связано с густотой лопаточной решетки. Дело в том, что закрывая винт в капот и помещая за винтом сопло, Вы создаете сопротивление потоку за винтом и тем самым повышаете статическое давление за винтом. При малой густоте решетки (числе лопастей) возможно будет перетекание из области высокого давления за винтом в область низкого давления перед винтом. Поэтому на мой взгляд интересно сравнить тягу Вашей установки в двух случаях с капотом и без него. И попробовать установить всетаки вентилятор.

Желаю удачи!

[cardinal 0]

Вообще это будет демонстрационный агрегат, на котором во всей красе можно показать как используются микроструктурные сенсоры. В рекламных целях это будет выставляться на выставках и притягивать народ.

То что кол-во лопастей маленькое это факт и насчет

"При малой густоте решетки (числе лопастей) возможно будет перетекание из области высокого давления за винтом в область низкого давления перед винтом."

у меня те же мысли, но так как проект пора заканчивать, то я как бы не в состоянии уже что-то сделать по другому.

Но я скоро буду делать измерения тяги в зависимости от кол-ва оборотов и при этом попробую еще установить сзади импеллера другую насадку (с меньшим диаметром). Чисто теоретически сила тяги должна возрасти. Если этого не произойдет, то виноват будет как раз тот факт, что давление из-за небольшого кол-ва лопастей не удерживается...

А что это за фотка? Есть ли еще какие? Да и качество бы получше, а то ничего не видно...

[cardinal 0]

Вчера добился того, чтобы позиция задаваемая в LabVIEW (см. картинка) на самом деле автоматически устанавливалась, то есть установка сама ездит куда скажешь.

На данный момент сам регулятор конечно примитивный, но осцилляция в 5см на дорожке это ИМХО очень неплохо. Если учесть, что я (в коде) сделал точность в 1 см, вместо реально возможных 0.25 мм, то тем более. Я просто забыл про это (и только сейчас вспомнил).

Во время движения и позиция и об/мин показываются на экране.

Вообщем радости полные штаны. А если учесть, что еще в декабре (у меня был другой мотор и ременная передача - так сначала планировалось) я вообще был в прострации, т.к. мощности движка не хватало...

Кстати движок, что сейчас используется (около 160 Ватт) можно использовать только с аккумулятором. От блока питания ваще не запустить - срабатывает защита короткого замыкания (оно и имеет место быть, т.к. мотор такой, но аккумулятору это пофиг). Ну и плюс к тому ток порядочный нужен. Блок питания в 200 Ватт не потянул и тогда я окончательно понял - нужен аккумулятор.

Изменено 6 февраля 2008 пользователем cardinal

[SVB 188]

Когда будешь присобачивать вентилятор на спину, будь аккуратней, Карлсон!

[cardinal 0]

Колхозники с превеликим трудом раздобыли несколько листов

фанеры и обсуждают, как ее употребить.

- Починим коровник, - предлагает один.

- Построим склад для картошки, - предлагает другой.

Слово берет старый дед:

- Давайте сделаем из ентой фанеры ероплан и улетим на ем к

е...й матери!

[Rotan-600 0]

Неясно, почему проблемы с питанием и зачем нужен аккумулятор, когда есть напряжение в розетке, тем более, что аккумулятор нужно подзаряжать. Плюс за аккумулятором возможно нужно реле-регулятор. Мы тоже используем LabView и оборудование NI: FPGA, PXI и CompactFP. Правда, в основном для виброакустических измерений. Может попробовать блок питания 350 Вт и установить пусковое сопротивление, то есть пускать при малом напряжении через резистор, а после раскрутки его отключать. Вообще это не проблема, мы одно время сами смотали тороидальный трансформатор с диодным мостом и запускали от розетки 220В 50Гц стартер малоразмерного ГТД, работающий от постоянного тока 27В. При этом пусковой ток был порядка 200 А. Все сейчас можно купить в магазинах и ни надо ничего изготавливать самому. Не пойму, почему мощность 160Вт создала трудности.

[cardinal 0]

Недостатки блока питания:

- провода (наибольший недостаток)

- нужна обвеска (возможно резистора хватит, но не уверен да и вообще он греться должен нехило)

А так я взял 4300 mAh и решил на данный момент вопрос.

Вообще на эту работу отведено 3 месяца (это как бы преддипломная работа, которая с дипломом может, но обычно не имеет ничего общего). Если Вы начнете на том месте, на котором Вы мало что знаете о пропеллерах и первый раз в жизни конструируете ось (то что посередине ) от начала до конца (а не чисто теоретически на бумажке), то поймете как это мало. Много деталей делались по чертежам в мастерской, вся электроника стоила много времени, потом объединение системы в одно целое. Не - я рад что я достиг чего хотел и занимаюсь сейчас описанием проделанной работы. Если Вы узнаете сколько я уже этим занимаюсь, то ужаснетесь...