Samolot: użycie silnika tłokowego, mały współczynnik

Transport i nowy Transport energii, zanieczyszczenie środowiska, innowacje silnika, samochód, samochody hybrydowe, prototypy, kontrola zanieczyszczenia, normy emisji, podatek. nie poszczególne rodzaje transportu: transport, organizacja Carsharing lub carpooling. Transport bez lub z mniejszym oleju.
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79127
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10974

Samolot: użycie silnika tłokowego, mały współczynnik




przez Christophe » 14/04/08, 13:20

Przesłałem raport z małego projektu studenckiego, który zrealizowałem w 2001 roku silniki tłokowe w lotnictwie (lekkie, ale nie tylko). Jest dość syntetyczny i nie nauczy niczego kk1, który trochę wie o tej dziedzinie. Dla innych da to podstawy.

Pobierz tutaj: Lotnictwo, silniki tłokowe w aeronautyce

Oto podsumowanie

1. Ewolucja silników tłokowych w lotnictwie
1.1. Historia silnika
1.1.1. Pierwsze silniki
1.1.2. Silniki tłokowe
1.1.3. Samoloty odrzutowe
1.2. Wpływ samolotu na samochód
2. Obecna technologia silnika tłokowego
2.1. Rola gazu pędnego, ogólnie
2.1.1. Silniki z napędem bezpośrednim
2.1.2. Silniki z napędem pośrednim
2.2. Silniki tłokowe: koncepcja mocy i wydajności
2.2.1. Sprawność silnika
2.2.2. Sprawność śmigła
2.2.3. Ogólna wydajność
2.3. Różne typy silników tłokowych
2.3.1. Silniki online
2.3.2. Silniki gwiazdowe
2.3.3. Silniki płaskie
2.3.4. Silniki V.
2.4. Koncepcje śmigła
2.4.1. Charakterystyka geometryczna śmigła
2.4.2. Granice śmigła
2.4.3. Śmigło o zmiennym skoku
2.5. Zmiana mocy w tłokowym samolocie
2.6. Działanie obwodu rozrządu śmigła
2.7. Cechy szczególne silnika lotniczego w porównaniu z samochodem
2.7.1. Specyfika składników
2.7.2. Badanie nawęglania
2.7.3. Doładowanie w lotnictwie
2.7.4. Chłodzenie
3. Zamienniki do silników tłokowych w lotnictwie
3.1. Inne układy napędowe
3.1.1. Turbośmigła
3.1.2. Silniki Turbojet
3.1.3. Stratoreaktory
3.1.4. Silniki rakietowe
3.2. Wymiana silników tłokowych: przykład Canadair
3.3. Silniki Diesla: przykład silnika Morane Renault


Pobierz tutaj: Lotnictwo, silniki tłokowe w aeronautyce
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79127
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10974




przez Christophe » 14/04/08, 13:27

Po rozpowszechnieniu tego raportu otrzymałem e-mail od Paula Lucasa, współtwórcy programu Diesle, zrobił mi wiele mądrych komentarzy. Zapytałem go, czy mogę je tutaj umieścić, czy lepiej, że on sam zarejestruje się w Internecie forums.
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79127
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10974




przez Christophe » 14/04/08, 14:13

Oto uwagi, które jak najszybciej przedstawię w raporcie

Paul Lucas napisał:1.1.2

>> Potrzebny był inny typ silnika, lżejszy i bardziej muskularny

nie, była to lepiej zaprojektowana komórka, która była niezbędna: jeśli nie była stabilna i łatwa do pilotowania, co najmniej można ją było kontrolować, co nie miało miejsca w przypadku maszyn Adera.

Z drugiej strony jego silnik był wyraźnie mocniejszy i lżejszy niż silnik Wrighta (12 cv).

Decydujący wkład Wrighta nie jest ich siłą napędową, lecz metodą eksperymentalną: testy, postęp metodyczny, nauka pilotowania i kontrolowana praktyka skrętu w trzech osiach (wypaczanie).



>> mocno zmodyfikowany silnik samochodowy

silnik typu samochodowego (4 cylindry w linii)



>> zapewnić tylko niezbędną siłę nośną

nie podnoś, prędkość



>> duch świętego Ludwika wyposażony w Whirlwind

Wrighta „Whirlwind”.

Nazwa firmy pochodzi od braci Wright, ale nie są jej częścią.



113


>> silniki tłokowe 1/2 kg ciągu na każdy kg silnika

Ciąg statyczny?

nacisk wynosi około 1.5 do 2 kg na konia

masa silników tłokowych od czasów pierwszych reaktorów (1944) wynosiła około 0.5 do 0.6 kg / KM

co daje od 3 do 4 kg ciągu na kilogram silnika



>> podczas silnego przyspieszania śmigła ...

przy maksymalnej ciągłej prędkości na poziomie (prędkość obrotowa + prędkość posuwu) powstaje problem prędkości na końcu ostrza.



222 Sprawność śmigła

następujący wzór jest tym, który czytamy we wszystkich książkach, ale jest otwarty na dyskusję, ponieważ nie reprezentuje rzeczywistości fizycznej.

Jeśli ustawimy Vp = 0 (płaszczyzna w punkcie zatrzymania), mamy zerową wydajność, a zatem teoretycznie zerową przyczepność, co nie ma miejsca.

Śmigło nie przyspiesza samolotu, przyspiesza masę powietrza.

Dlatego nie powinniśmy brać pod uwagę prędkości samolotu, ale prędkość masy powietrza przechodzącej przez śmigło, która nigdy nie jest zerowa, nawet przy zatrzymanym samolocie.

Prędkość za śmigłem wynosi> prędkość samolotu.



>> stała wydajność, bliska 0.85

zależy to od reżimu lotu (wspinaczka lub rejs).

Wydajność różni się bardziej, w zależności od reżimu, dla którego śruba jest zoptymalizowana, powiedzmy od 0.70 do 0.85



23

>> 4 duże rodziny

2 rodziny: gwiazda,

w linii, pojedynczy lub podwójny (V lub płaski)





132 Curtiss



>> najpotężniejszy silnik gwiazdy

pojedyncza gwiazda: 2100 KM, ok

dwugwiazdkowe silniki osiągnęły 3500 KM



241 blady, a nie blady



>> skręt odpowiada ...

skręt jest odmianą ustawienia, aby uzyskać optymalny rozkład siły nośnej wzdłuż ostrza.



>> sekcja referencyjna

w 70 lub 75%, nie w 50%



27

>> prędkość wynosi około 3000 obrotów

raczej 2500 - 2700



>> ... tym stabilniejszy średni moment obrotowy

jest regularny.



311

Wraz z ewolucją ceny ropy naftowej (i obaw związanych z zanieczyszczeniem) brakuje podstawowych informacji dotyczących TP (turbośmigłowy): zmiany ich zużycia jednostkowego w zależności od% mocy. Udało mi się ustalić krzywą dla przyczepy kempingowej Cessna 208 (test w locie). Dokument ATR umożliwił sprawdzenie kształtu tej krzywej. Sfc turbiny na biegu jałowym jest bardzo wysoka, patrz załączona krzywa (źródło doc ATR). Wysokie zużycie na parkingu (ATR w trybie hotelowym: odpowiedni silnik zastępuje APU), podczas jazdy, podczas zjazdu. Te informacje oczywiście nie pojawiają się w żadnej witrynie producenta TP. Bardzo słaba wydajność reaktorów i TP o niskich obciążeniach (i powiązane emisje, niepełne spalanie) jest odpowiedzialna za bardzo wysokie zanieczyszczenie na lotniskach. Co najgorsze, Concorde: 800 kg na 1 tonę paliwa do kołowania.



32

>> TP są nadal używane w starzejących się samolotach (?)

ATR 72-500, Bombardier Q-400: zużywają mniej niż dżety i sprzedają się bardzo dobrze!



>> śmigło umożliwia osiągnięcie M 0.6 do M 0.8

M 0.5, ok, M 0.6 duży maks. Poza tym jest specjalne śmigło transoniczne



32 Renault Morane

oznaczenie zmodyfikowane później SR: Snecma-Renault



>> stosunek 10 między samochodem a samolotem

Znajduję stosunek około 3 do 5

samochód 40 do 80 kW / tonę

samolot od 100 do 200 kW / tonę



>> solidna konstrukcja

silnik może być solidny, ale jego konstrukcja?

Niezawodność wynika z eliminacji zapłonu, zasysania przez pompę wtryskową zamiast gaźnika, paliwa smarującego pompę, a przede wszystkim z nagromadzonego doświadczenia milionów (lub miliardów) silników przemysłowych i innych. Z tego powodu silnik wysokoprężny do samolotów musi być jak najbardziej zbliżony do masowej produkcji, a nie „idealny” silnik, którego rozwój nieuchronnie będzie długi i kosztowny. Opracowanie „nowego” silnika kosztuje trzy razy więcej niż modyfikacja istniejącego silnika. Rząd wielkości 3 ME zamiast 100-30 (informacje inżynier inżynier z Renault). W załączeniu wyciąg z dokumentu Snecma dotyczący technicznych wyborów silnika SR.





>> specyfikacje silnika wysokoprężnego

brak decydującego kryterium (przestrzeganego przez Thielert, który korzysta z baz Mercedesa):

- silnik musi pochodzić z silnika samochodowego, aby obniżyć koszty rozwoju do znośnego poziomu i zintegrować know-how przemysłu samochodowego (niezawodność). Blok powinien być modyfikowany jak najmniej. Oznacza to przemieszczenie jednostki <0.7 litra i chłodzenie wodą. Prawie wszyscy producenci samochodów zrezygnowali z chłodzenia powietrzem. W lotnictwie chłodzenie powietrzem skutkuje ograniczeniem obwiedni lotu: silnik zawsze za gorący na wzniesieniu (wzbogacamy, żeby się ochłodzić, góra!), A za zimno w drodze na dół, szok termiczny. Szybkie samoloty z silnikami Lycoming nie mogą wspinać się ani opadać stromo.



Wnioski

To, co powstrzymało rozwój silnika tłokowego w latach 50. XX wieku, to ograniczenie prędkości (napęd śmigła) w obliczu zapotrzebowania na dużą prędkość (transatlantycki transport długodystansowy), pojawienie się niezawodnych reaktorów ORAZ minimalny koszt paliwo. Zużycie pierwszych reaktorów było bardzo wysokie. Ostatni DC-7 i Lockeed Constellation miały 30 i 35 000 litrów paliwa, B 707 był w stanie przepłynąć Atlantyk od 80 do 90 000 litrów.



Postęp reaktora

Oto kilka dokumentów:



Poprawa osiągów samolotów 1960 - 2000. Patrz dokument Dgac - Snecma.

Producenci silników (reaktorów) z przewagą „zapominając” o silnikach tłokowych przedstawiają swój postęp techniczny.

Ostatnie silniki „złożone”, które odzyskiwały energię ze spalin, miały SFC 0.175 kg / KM / h



to samo, z liczbami od 1930 r.

Liczby sprzed 1960 r. Pokazują, że poczyniono postępy głównie w zakresie prędkości, ale niewiele zużycia / kilometra.

Samoloty średniodystansowe (A320) zużywają więcej niż dalekie trasy, nie dlatego, że są mniej wydajne, ale dlatego, że spędzają więcej czasu przy niskim obciążeniu silnika.



Perspektywy

Dzisiaj możemy tworzyć samoloty z silnikami wysokoprężnymi (śmigłami) zużywające o połowę mniej niż samoloty turbośmigłowe i trzy razy mniej niż samoloty odrzutowe.

Zanieczyszczenia na lotniskach można również podzielić przez 10 (cykl LTO):

, A380 zużywa 3980 kg paliwa w cyklu LTO, tj. 7 kg dla 550 pasażerów

, samolot z silnikiem Diesla zużyłby 700 g na pasażera w tym samym cyklu.

Z poważaniem,

Paweł Lucas
0 x
Chatham
Zamieściłem wiadomości 500!
Zamieściłem wiadomości 500!
Wiadomości: 536
Rejestracja: 03/12/07, 13:40




przez Chatham » 14/04/08, 15:14

Generalnie zgadzam się z uwagami Paula Lucasa, z wyjątkiem:
Najmocniejszy silnik tłokowy, który był w eksploatacji, opracował 3750 KM (mieszanka turbo Wright R3350 18cyl w najnowszej wersji), ale 3500 KM (bezpośredni wtrysk benzyny) w superskonstelacji.
Sprawność śmigła 70 do 85% na małych samolotach, osiągnęła 98% w najlepszym przypadku na wysokości i prędkości lepszej wydajności: radzieckie śmigła przeciwbieżne typu transonicznego: patrz bombowiec TU 95, który leci z prędkością 925 km / h (235 kW / tonę) z 15000 km autonomii ... jest znacznie lepszy niż odrzutowiec B52 ... który jest tylko trochę szybszy (1000 km / h)

W latach 50. przeszliśmy również na reaktory z innymi czynnikami:
- 4 x niższy koszt konserwacji
-waga o połowę mniejsza przy równym ciągu
- mniej hałasu i wibracji
Jeśli chodzi o prędkość, moglibyśmy stworzyć komercyjne samoloty śmigłowe lecące z prędkością 800 km / h bez zbyt wielu problemów (patrz TU 114 z lat 50. i 60. = 770 km / h podczas lotu ...)

W 1935 roku pojawił się gwiazdowy silnik wysokoprężny Clerget, którego zużycie wynosiło 175 g / cv / h, tak samo jak Renault Morane 60 lat później, ale o znacznie lepszym stosunku mocy do masy niż SMA, który tak naprawdę nie ma nic rewolucyjny ... i którego rozwój obfitował w liczne incydenty : Mrgreen:
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79127
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10974




przez Christophe » 14/04/08, 15:43

Dobra krzywa jest lepsza niż wszystkie wystąpienia, jak mówimy:

Obraz
Ostatnio edytowane przez Christophe 15 / 09 / 08, 22: 58, 2 edytowany raz.
0 x
Proszę
Odkryłem econologic
Odkryłem econologic
Wiadomości: 2
Rejestracja: 15/04/08, 18:26




przez Proszę » 15/04/08, 19:26

> Sprawność śmigła od 70 do 85% na małych samolotach osiągnęła 98% (radzieckie śmigła przeciwbieżne)
Nie, z pewnością nie: maksymalna wydajność napędu wynosi około 0.90 dla maszyny przeciwbieżnej, a poniżej 0.7 Macha. Całkowita prędkość (prędkość samolotu plus prędkość obrotu) sprawia, że ​​Mach jest absolutną barierą, powyżej której wydajność może się jedynie zmniejszyć, ponieważ prędkość na końcu ostrza znacznie przekracza M 0.80. Samoloty (szybujące skrzydła, profile nadkrytyczne) nie przekraczają M 0.85 z tego samego powodu.

> bombowiec TU 95 lecący z prędkością 925 km / h (235 kW / tonę) o zasięgu 15000 km ... znacznie lepszy niż odrzutowiec B52 ... który jest tylko trochę szybszy (1000 km / h)

Tu 95, prędkość przelotowa 720 do 750 km / h. Rekord prędkości zarejestrowany w 1989 r .: 834 km / h. Tu 95 był w stanie osiągnąć tę prędkość, ponieważ był bardzo silny. Specjalne śmigła transoniczne (tak nie było w przypadku Tu 95) mogą wzrosnąć do M 0.80, ale kosztuje to utratę wydajności, która spada do około 0.82 przy Mach 0.80.
Źródła „Peyrat-Armandy, samoloty transportowe”, seria Tu-95 Bear Warbird Tech
0 x
Chatham
Zamieściłem wiadomości 500!
Zamieściłem wiadomości 500!
Wiadomości: 536
Rejestracja: 03/12/07, 13:40




przez Chatham » 15/04/08, 21:59

Christophe napisał:Dobra krzywa jest lepsza niż wszystkie wystąpienia, jak mówimy:

https://www.econologie.com/photo/puissan ... iation.gif


Znam tę krzywą, haczyk polega na tym, że jest wypaczony, ponieważ w latach 50. nie było czarteru, samolot był luksusowym środkiem transportu, a punkty, które są znane z najnowsze samoloty odrzutowe to wersje o wysokiej gęstości (na przykład A380 z 800 miejscami siedzącymi ... (cześć komfortu ...)
Tak więc najnowocześniejsze samoloty A340, B777 lub A380 w normalnej wersji mają w rzeczywistości zużycie prawie nie dorównujące zużyciu BR763, który sam był w rzeczywistości nieco niższy niż Loockeed 1049 Superconstellation (źródło Air France). szybciej ...

Co do Plxdesi, ma on tendencję do przepisywania historii lotnictwa na podstawie jednego źródła ... Wolę wierzyć w poważniejsze i różnorodne źródła, zwłaszcza gdy informacje się pokrywają ...
0 x
Christophe
moderator
moderator
Wiadomości: 79127
Rejestracja: 10/02/03, 14:06
Lokalizacja: planeta Serre
x 10974




przez Christophe » 15/04/08, 22:04

Ach tak dobra uwaga Chatam ...

Poza tym, A380 brakuje, przypuszczam, że znajduje się „na południowy wschód” od B 777 ...

Więc na co czekają, aby przerobić olej napędowy niż producenci?
0 x
Andre
Pantone badacz silnika
Pantone badacz silnika
Wiadomości: 3787
Rejestracja: 17/03/05, 02:35
x 12




przez Andre » 16/04/08, 07:04

Halo

W przypadku małego lotnictwa opracowano kilka małych silników (w zakresie od 60 KM do 180 KM). Nie mówiłbym o niezawodności, ale o adaptacji samolotu / silnika / śmigła.
Wśród najbardziej udanych Continental 90 KM, 180-konny Lycoming
Słabo przystosowane i najbardziej rozpowszechnione kontynentalne 100 KM, 85 KM, Franklin 125 KM
Najgorszy zaczep silnika jest w Cessnie 150 i jest to najlepiej sprzedający się samolot…
Silnik samolotu musi mieć wysoki moment obrotowy, ma inną konstrukcję niż samochód,
Musi obracać się z maksymalną prędkością 2800 obr./min, osiągać maksymalny moment obrotowy około 2300 obr./min, mieć 75% mocy przy 2400 obr./min. Być w stanie dostarczać 80% swojej mocy w sposób ciągły, a jeśli jest zamontowany na śmigle o stałym skoku, może uzyskać 100% jego moc nominalna w poziomie.
Będąc prostym, lekkim, solidnym, niezawodnym,
Jest to odpowiednie dla (dużych) silników wyporowych z wałkiem rozrządu, który ma parcie na moment obrotowy i moc przy niskiej prędkości (w przeciwieństwie do ostrego silnika samochodowego)

O dziwo zauważamy, że są to cechy silnika wysokoprężnego
Wada w automatycznym oleju napędowym jest ciężka, spowolniona, wymaga dość spójnego koła zamachowego, będzie szukała swojej maksymalnej mocy przy prędkości 4000 obr / min, co wymaga od producenta zainstalowania reduktora, który ma wada polegająca na ograniczeniu wyboru w śmigłach.
Metalowe śmigła z reduktorem stanowią problem dla kół zębatych
Reduktory pasów wymagają wymiany paska co 500 godzin
Reduktor to także straty mechaniczne, przyrost masy na silniku zostaje utracony w reduktorze.
Kolejnym problemem w silnikach samochodowych jest cała służebność elektroniczna, której nie można podwoić pod względem niezawodności i która jest mniej przydatna w silnikach o stałej prędkości.

W lotnictwie niezawodność jest ważniejsza od wydajności i oszczędności.

Gdyby producenci samochodów zaprojektowali pośredni wtrysk mechaniczny z silnikiem Diesla, który ma dość duże przemieszczenie, jego pełna moc przy 3000 obr / min
Jego maksymalny moment obrotowy przy 2000 obr./min jest interesującą wagą, byłby idealnym kandydatem do samolotu.

W przeciwieństwie do tego, co wielu ludzi myśli o śmigłach, śmigło o zmiennym skoku ma doskonały skręt tylko w określonej pozycji, gdy łopata włącza piastę, teoretyczny skręt zmienia się szybciej na czubku łopaty niż na piaście
Duży krok staje się niekorzystny.
Śmigło o zmiennym skoku jest przydatne tylko w szybkim samolocie, montaż śmigła o zmiennym skoku na Piper J3 lub ULM, który ma prędkość 120 km / h pod górę i prędkość 160 km / h przelotowa jest absurdalna, Wydajne jest również śmigło ze stałym skoku dozowania.
Dobre śmigło ma niski poślizg podczas jazdy około 10%
Musi mieć wystarczająco dużą średnicę, aby prędkość na końcu ostrza wynosiła około 750 km / h (ta, która skręca najszybciej na Cessnie 180, osiąga 1050 km / h na końcu ostrza przy starcie) podczas rejsu około 800 km / h.
Trend polega na instalowaniu śmigieł o małej średnicy, aby zrekompensować brak momentu obrotowego silników, co powoduje znaczny poślizg przy starcie i montażu. (przypadek Cessna 150)
W zależności od kraju istnieje kilka szkół myślenia
W Rosji to duże śmigła, blada kropla, kwadratowa końcówka
W Ameryce jest to duża minimalna śruba napędowa od 1,80 m do 2,15 mz łopatami średnimi, kwadratowymi lub zaokrąglonymi. Duraluminium i kompozyt
We Francji są to małe śmigła, o wąskich końcach, spiczaste lub lekko zaokrąglone ogólnie w drewnie lub kompozycie.

Najlepsze śmigła zostały zaprojektowane przez Luciena Chauviera we wczesnych latach lotnictwa, prawie wszystkie śmigła zostały wzięte z jego projektów.
Czasami zastanawiam się, dlaczego ta wiedza została utracona.

André
0 x
Proszę
Odkryłem econologic
Odkryłem econologic
Wiadomości: 2
Rejestracja: 15/04/08, 18:26




przez Proszę » 16/04/08, 10:56

> punkty, które odnotowano w przypadku najnowszych odrzutowców, to wersje o dużej gęstości (na przykład A380 z 800 miejscami ...
Liczba ta pochodzi z dokumentu Dgac-Snecma z 2005 roku. A380 prawdopodobnie nie ma.
> Będąc w Plxdesi, ma tendencję do przepisywania historii lotnictwa na wiarę z jednego źródła ... Wolę wierzyć w bardziej poważne źródła.
1. Czy masz na myśli, że książka Peyrat Armandy nie jest poważnym źródłem? Dobrze byłoby zacytować swoje źródła.
2. Dokument na Tu-95 przytacza 14 rekordów świata, dotyczących prędkości i wysokości przy różnych obciążeniach. Jeśli ten samolot mógłby osiągnąć prędkość 900 km / h lub większą, zastanawia się, dlaczego ten rekord nie został ustanowiony.
> Sprawność śmigła od 70 do 85% w małych samolotach osiągnęła 98% w najlepszym przypadku ... śmigła przeciwbieżne.
Wydajność 0.98, którą podajesz dla śmigła przeciwbieżnego, to teoretyczna wartość sprawności napędu (w idealnym płynie bez strat spowodowanych obrotem), która jest oczywiście lepsza niż efektywna sprawność śmigła, którą podałeś. małe samoloty ”. Interakcja daje Tu-95 wydajność paliwa na poziomie 0.988 przy efektywnej wydajności śruby napędowej 0.90. „Mały samolot” może osiągnąć efektywną wydajność 0.86 - 0.87.
0 x

Powrót do "Nowej transporcie: innowacje, silniki, zanieczyszczenie środowiska, technologii, polityki, organizacji ..."

Kto jest online?

Użytkownicy przeglądający to forum : Brak zarejestrowanych użytkowników i gości 159