Ранцевый вертолет - 2

Вот, собственно. Напомню выработанную идеологию - ранец, из него торчит ось, на оси находится винт совмещенный с двигателем. Двигатель тянет винт, винт создает подъемную силу, без закрутки того что висит на оси. Для управления по азимуту под винтом размещена пара дефлекторных лопастей в потоке от винта. Топливо - сжиженый природный газ (пропан-бутановая смесь).

Техническое решение двигателя : продольное размещение в лопасти винта, при этом воздух производит S-образный поворот : воздухозаборник-КС(двигатель)-сопло.

Недостаток - малое (относительно) сечение двигателя - не более 1 кв. дм. в лучшем случае (для обоих лопастей).
Второй недостаток - если использовать простой прямоточный двигатель - будет малая степень сжатия - не более чем 2-3 - из-за того, что начально воздух практически не сжимается вовсе.

Была идея прикинуть резонансный пульсирующий двигатель... но как-то не тянет его применять .

У кого какие есть еще идеи? Хочу ранцевый вертолет

Не проще соосьную схему?

Хмм... ПВРД что на конце крыла ставь, что нет - все равно он будет дозвуковой. А там давление торможения меньше одной атмосферы. То есть возможности по извлечению тяги в схеме с прямым торможением довольно низкие. А городить классический цикл компрессор - КС - турбина не хочется . Сложный он. Да и чем длиннее тракт сгорания тем лучше.

Что же до соосного винта - а нафига? Мне ж не надо бороться с закруткой - закрутку компенсирует двигатель на самом винте. Остается самый минимум. И ради этого качественно усложнять схему?

"Лыко да мочало - начинай сначала"? Ведь мусолили уже это до потери сознательности - http://airbase.ru/forums/index.php?act=ST&...=3&t=10449&st=0

1. А зачем сие чудо техники.
2. Закрутка будет ходябы по тому что есть трение в подшипниках, вертолеты ведь в режиме авторотации не могут висеть на месте даже с отлично раскрученым винтом.

Вот это - грамотный вопрос. С него всем форумным проектантам надо начинать. А то основной ответ: "Чтобы было!" или "Потому как это круто!"

Эээ... ну, персональный авиатранспорт, типа. Вышел на любое свободное место, завелся и полетел .

Что же до авторотации - так вертолет пассивно ее использует, а тут двигатель винт тянет. Так что пока горючка идет - будет висеть

А еще бывает "Потому что хочется летать"

hcube, хочется именно вертолет? Сейчас что-то начала возрастать популярность автожиров. Вроде как конструкция попроще.

"Любишь кататься - люби и катайся!" (с)


Вот я и говорю: на фиг нам попроще - надо, чтобы круто было! Типа "не имеющий аналогов в мире".

Вертолет взлетает с места, и может лететь со сколь угодно малой скоростью, а автожиру нужен тянущий винт и какая-то скорость для полета. Практически, автожир ничем не лучше мотодельтаплана, скажем. Даже хуже, бе у мотодельтаплана качество аэродинамическое лучше.

Хм... А вы про "прыжковые" автожиры никогда не слышали? И правильно - чем изучать то, что уже сделано, лучше изобрести велосипед (который, к тому же, еще и ездить не будет).


А вот по сравнению с "вашим" вертолетом автожир будет лучше. На сколько километров вы улетите с вашим прожорливым движком?

В чем-то эта схема попроще, в чем-то посложнее. Не зря же ее несколько раз пробовали реализовать.
Для небольших вертолетиков прожорливые двигатели - основная беда. Время полета уж очень скромное получается.

hcube, автожир, как уже сказали, может и прыжковым быть. Это первые автожиры имели длину разбега больше, чем у самолета. Теперь их можно и с места заставить взлететь. Да и в воздухе вроде как побезопасней: большой диапазон скоростей, возможно даже кратковременное зависание на месте...
У вертолета полет с малой скоростью не самые лучшие моменты его жизни. Летать он так конечно может, но это зона повышенных вибраций, значительных динамических нагрузок на основных агрегатах, заметно определяющих ресурс как отдельных агрегатов, так и вертолета в целом.

Хрю! Автожир уступает и вертолету. При наличии поступательной скорости последний эквивалентен самолету с диаметром винта, равным размаху крыла, то есть с очень высоким пропульсивным КПД. Это в значительной мере компенсируетнизкое аэродинамическое качество НВ.
Автожир черпает пропульсивную мощность из тяги относительно небольшого воздушного винта, обладающего на малых скоростях полета большими индуктивными потерями, от чего его КПД не превышает 50%. В результате мощность силовой установки удовлетворительно летающего автожира сравнима с таковой у вертолета с одинаковой нагрузкой на площадь несущего винта, а висеть он не умеет.

У самолета со средним аэродинамическим качеством (порядка 10) для реализации приемлемого КПД воздушного винта на эволютивной скорости, диаметр последнего составляет 17-20% размаха крыла. Статистика существующих типов подтверждает это.

[quote|denis_afanassyev, 01.08.2003 22:21:59:] При наличии поступательной скорости последний [вертолет - Timofey] эквивалентен самолету с диаметром винта, равным размаху крыла, то есть с очень высоким пропульсивным КПД. Это в значительной мере компенсирует низкое аэродинамическое качество НВ.
[/QUOTE]
Хм, вертолетный несущий винт не есть обычный воздушный винт самолета. Несущий винт является всем в одном флаконе (агрегате): и несущей повехностью и движителем. Отсюда к нему и двоякий подход.
Тот же самолетный воздушный винт, созданный для работы в определенных условиях (крейсерская скорость полета), очень плохо работает в других (тот же режим работы на месте). В этом нет удивительно - ничего универсального нет.
Если сравнить хотя бы вертолеты с одинаковой нагрузкой на площать ометаемую несущим винтом - сложно получить какую-то рависимость с мощностью их силовых установок.
// Автожиры обычно проектируют с небольшой нагрузкой, вертолеты теперь со значительно (в разы) большей.

Смех смехом, а в давнем(пару лет) ЗВО есть фотка, чувак летает. Правда винт не один а два, за спиной, сверху, поперёк(справа и слева). Хотя, имхо, соосный лучше.

Такие винты сейчас разве что на мотодельтапланы ставят. Неужели Вы про винт изменяемого шага не слышали?

Мне, собственно, шаг менять вообще не нужно, а газ, сиречь обороты - в пределах 3х раз для подстройки системы к весу нагрузки (100...200 кг) и наклону винта. В идеале менять не надо вовсе, как взлетело 150 кг, так и должно лететь пока 20 кг газа не кончатся...

Винт работает только на вертикаль. При движении вперед-назад вправо-влево ось вращения винта в кардановом подвесе - вместо автомата перекоса. Момент создает висящая под винтом ПН . Отфонарно, для скорости порядка 100 км-ч винт надо наклонить градусов на 10 при скорости концов лопастей 0.9М. Мне ж Ка-50 не надо, хватит скорости вчетверо меньше....

Момент компенсации трения в подшипниках создают две дефлекторные лопасти с изменяемым углом атаки, аналогичные лопастям винта, но размещенные вертикально и неподвижные. Хмм... возможно, если они будут достаточно большими, то можно и не наклонять винт, а обойтись наклоном потока от винта (или, если угодно, подъемной силой этих лопастей в этом потоке )

Из шуток студентов:
винт НЕЖ - идеальный винт, названный в честь Николая Егоровича Жуковского;
ВИШ - Владимир Иванович Шайдаков (из ответа на экзамене).

Появление ВИШ (не Владимира Ивановича, а винта) позволило немного улучшить ситуацию. Но, опять же: крутка винта спроектирована под конкретные условия работы. На других режимах может оказаться, что область характерных сечений винта работает в благоприятных условиях, а комлевые и/или концевые сечения, т.к. их углы установки жестко связаны, недобирают в тяге. Вот и стараются, что пусть отдельные части "тормозят", но подобрать углы установки, чтобы появились нормально работающие участки, и заставить их "тянуть за всех". Конечно лучше, чем когда весь винт работает кое-как. Тут хоть что-то создает нормальную тягу, хотя все остальное не сильно помогает. Но до применения Multi-Segment Rotor, когда можно менять крутку лопасти в зависимости от режима работы, еще не дошли.

hcube, ну вертолет - так вертолет.


Т.е. тягу винта регулировать его частотой вращения?
Вроде, как писалось выше, с изменением общего шага погибче можно варьировать тягу. Хотя, это несколько усложняет систему.


Это подъемная сила меняется мало. Но ведь несущий винт еще и движитель, ему и пропульсивную силу при этом создавать надо.
Вообще культура проектирования несущих систем с реактвным приводом у нас как-то поверхностно преподается. Как мне кажется основная проблема - отсутствие достаточно надежных, небольших и главное экономичных двигателей. Хотя еще на шумность по первости жаловались.

Ага. Тяга - это фактически отбрасываемый вес в единицу времени. Нужно нам 100 Кг - отбрасываем 10 КГ воздуха в секунду со скоростью 10 м/сек, нужно 200 - отбрасываем 14 со скоростью 14 м/с и т.д . То есть скорость вращения - корень квадратный от тяги. Ну, и соответсвенно диапазон изменения скорости - от 150 до 250 м/с на конце лопасти. Всего 1.5 раза. И... зачем регулировать шаг? Ведь, если я правильно понимаю, для дозвука для фиксированного профиля лопасти есть один режим оптимального обтекания (точнее для нужного аэродинамического качества лопасти, сиречь отношения скорости отбрасываемого потока к скорости лопасти есть один оптимальный профиль). Так зачем нужно устанавливать дополнительно автомат перекоса только чтобы испортить режим обтекания? .

Относительно создания ээ... бокового усилия - просто наклоняем плоскость винта. Немного, градусов на 10-15. И небыстро, чтобы подшипники в разнос не пошли. И все, никакого автомата перекоса не нужно . Скорость 1/10 от скорости вращения винта, так что существенного изменения баланса тяги по плоскости винта не будет. Ну, придется пилота подвинуть под новый центр давления - сантиметров на 30-40, ну и что? .

Как вариант - размещаем под горизонтальным винтом решетку для отклонения потока. Но IMHO поворот всего винта лучше - бе проще и легче.

  В ТМ за 64-й год была фотография самодельного ранцевого вертолёта (в полёте) некоего Ю.Фарсобина откуда-то из-под Киева. Увы, без подробного описания. Правда, нет - не поручусь, может, и монтаж, фотка не ахти была. Но скорее всего всё же правда.
 Движки на концах лопастей, возможно, могли бы использовать перекись водорода (как в амеровских малогабаритных, но не рацевых вертолётах 50-х-60-х) - просто, надёжно и сердито, горючки, правда, вряд ли надолго хватит.


  В дополнение по старому ранцевому топику:







>Кстати, подобную схему отрабатывали еще немцы во времена ВОВ! Только >движков нормальных у них не оказалось.

    Если движок уравновешивает лопасть, то, надо думать, расстояние от оси до движка мало. Не будет нежелательного взаимодействия между струями двух лопастей?

 

      To hcube:
    Если вы всерьёз собрались смайстрячить такую игрушку (и находитесь не сильно далеко от Москвы) - считайте, я с вами. Надо будет - еще народ отыщем:)