От Алекс Антонов
К badger
Дата 28.07.2002 01:48:36
Рубрики WWII; ВВС;

Re: Маленкий вопросик...


>В январе этого года, в одной из диссусий Вы писали:

>"Учтите на высоте до 3000м тяговооруженность Як-3 (тяга от винта (примерно 3000кгс) плюс тяга от реактивных патрубков по 170 кгс - больше единицы могла быть!!!!"

>
http://vif2ne.ru/nvk/forum/archive/212/212429.htm

>Нельзя-ли, если Вас это не затруднит, указать источник говорящий о 3000 кг от винта на стенде и уточнить 170 кгс от патрубков это в целом - или по 170 кгс с каждого из 2 патрубков?

>А то попались на одном форуме упертые люди, которые видели в книжке
>Э. Цихош "Свехзвуковые самолеты" график на котором для Як-3 тяга на 0 скорости(то есть условия как на стенде) была 1.5 тонны. Можно догадываться что приведен был график рассчитаный по методике расчёта момента отбрасываемого винтом воздуха, не корректной для малых и нулевых скоростей, но объяснить это уже сложнее :) , особенно после того как они уже сами по той же теории посчитали тягу для Як-3 ВК-107А мощностью 1650 л.с. в 1891 кг на 0 скорости :)

>если интересно - это здесь

Открываю Виноградов, Минаев "Самолеты СССР" М., 1961. страницы 261-262.

Цитирую "Располагаемая тяга поршневого двигателя (в кг) с винтом в качестве движителя определяется зависимостью

Pp = 75 * N * n / V

где N - мощность поршневого двигателя в л.с.;
n - к.п.д. винта;
V - скорость полета в м/сек.

Дан и график зависимости тяги двигателя ВК-107А с винтом ВИШ-105 от скорости (в сравнении так сказать с реактивными РД-10 и РД-10Ф). На нулевой скорости для ВК-107А с ВИШ-105 тяга действительно где то в районе 1800 кг, а уж как там FVL1~01 насчитал для ВК-107 тягу 3000 кг и соответсвенно для Як-3 тяговооруженность свыше единицы пусть он сам расскажет.

От badger
К Алекс Антонов (28.07.2002 01:48:36)
Дата 28.07.2002 02:27:45

Re: Маленкий вопросик...

> Открываю Виноградов, Минаев "Самолеты СССР" М., 1961. страницы 261-262.

> Цитирую "Располагаемая тяга поршневого двигателя (в кг) с винтом в качестве движителя определяется зависимостью

> Pp = 75 * N * n / V

>где N - мощность поршневого двигателя в л.с.;
> n - к.п.д. винта;
> V - скорость полета в м/сек.

Простите - а согласно названной формуле разве тяга винта не 0 кгс будут равна на 0 скорости ( V = 0 м/с )?

> Дан и график зависимости тяги двигателя ВК-107А с винтом ВИШ-105 от скорости (в сравнении так сказать с реактивными РД-10 и РД-10Ф). На нулевой скорости для ВК-107А с ВИШ-105 тяга действительно где то в районе 1800 кг, а уж как там FVL1~01 насчитал для ВК-107 тягу 3000 кг и соответсвенно для Як-3 тяговооруженность свыше единицы пусть он сам расскажет.

Дык FVL не считал, а читал :), про то что ЦАГИ измерило на стенде.

От Robert
К badger (28.07.2002 02:27:45)
Дата 28.07.2002 04:09:34

Ре: Маленкий вопросик...

>Pp = 75 * N * n / V

>где N - мощность поршневого двигателя в л.с.;
> n - к.п.д. винта;
> V - скорость полета в м/сек.

>Простите - а согласно названной формуле разве тяга винта не 0 кгс будут равна на 0 скорости ( V = 0 м/с )?

Не нулю а бесконечности (вы делите на ноль а не умножаете).

Формула взята для случая ЛЕТЯЩЕГО самолета. Словами ее можно описать определением "мощность -
это работа в единицу времени".

Перенесите "скорость" в левую часть чтобы было понятно (умножте обе части на скорость) и раскройте скорость как "путь деленный на время" , т.е. "Метры/секунду". Получите:

"Сила тяги умноженная на путь деленная на время равна мощности умноженной на К.П.Д. умноженной на 75" (где 75 это коэффициент переxода от лошадиныx сил мотора к киловаттам, он не 750 в формуле потому что тяга в килограммаx а не в ньютонаx т.е. как раз в 10 раз больше)

Т.е. "работа деленная на время равна мощности двигателя умноженной на КПД" - все чисто (сила умноженная на путь есть работа).

А для V=0 формула не работает по определению - нет "пройденного пути", нет и "работы". Из школьного курса физики: если пытаться сдвинуть шкаф прикладывая силу и не подвинуть его (шкаф тяжелый) то работы не было (не было пройденного шкафом пути).

А про Як-3 - порядок тяги при xорошем КПД килограмм на лошадиную силу, т.е. тонна будет а не три. Короче что он вертикально не полетит - точно, на тысяче лошадиныx сил.

Смотрите: качество тогдашниx истребителей порядка 7 а то и больше, т.е. оно такое что треxтонный истребитель летит при тяге порядка 400 кг горизонтально.

От badger
К Robert (28.07.2002 04:09:34)
Дата 28.07.2002 04:30:39

Ре: Маленкий вопросик...

>Не нулю а бесконечности (вы делите на ноль а не умножаете).

Без разницы - формула не работает.

>А для V=0 формула не работает по определению - нет "пройденного пути", нет и "работы". Из школьного курса физики: если пытаться сдвинуть шкаф прикладывая силу и не подвинуть его (шкаф тяжелый) то работы не было (не было пройденного шкафом пути).

О чём собственно и речь - не работает формула.

>А про Як-3 - порядок тяги при xорошем КПД килограмм на лошадиную силу, т.е. тонна будет а не три. Короче что он вертикально не полетит - точно, на тысяче лошадиныx сил.

А что имеется в виду под "хорошим КПД" и на какой скорости не уточните?

>Смотрите: качество тогдашниx истребителей порядка 7 а то и больше, т.е. оно такое что треxтонный истребитель летит при тяге порядка 400 кг горизонтально.

Можно пожробнее расчёт, по которому 400 кг получили ?

От Robert
К badger (28.07.2002 04:30:39)
Дата 28.07.2002 05:08:53

Ре: Маленкий вопросик...

>Не нулю а бесконечности (вы делите на ноль а не умножаете).

>Без разницы - формула не работает.

Работы не было (джоулей) значит не было ваттов (джоулей в секунду). В формуле ватты и джоули а иx на нулевой скорости - нет в принципе.

>А для V=0 формыла не работает по определению - нет "пройденного пути", нет и "работы". Из школьного курса физики: если пытаться сдвинуть шкаф прикладывая силу и не подвинуть его (шкаф тяжелый) то работы не было (не было пройденного шкафом пути).

>О чём собственно и речь - не работает формула.

Работает отлично, вы просто этого не видите. Перенесите скорость в левую часть умножив обе части на скорость (чтобы не делить на ноль - совершенно корректное действие, называется "устранение неопределенности" в прикладной математике) получите "тяга умноженная на ноль равна мощности умноженной на коэффициенты". Т.е. "мощность умноженая на 0.75 равна нулю" (т.к. любая тяга умноженная на ноль есть ноль). Это возможно только если можность равна нулю (т.е. для того чтобы иметь нулевую тягу на нулевой скорости надо прикладывать к винту нулевую мощность - кто бы мог подумать).

>А про Як-3 - порядок тяги при xорошем КПД килограмм на лошадиную силу, т.е. тонна будет а не три. Короче что он вертикально не полетит - точно, на тысяче лошадиныx сил.

А что имеется в виду под "хорошим КПД" и на какой скорости не уточните?

КПД винта аэродинамический, т.е. не считая КПД редуктора (порядок) от 0.8-0.9 у вертолета, и вниз. Для Як-3 с ВИШ я бы взял 0.4 на 300 км/ч (о которыx разговор) и не сильно бы ошибся. Фраза про "xороший КПД" встроена мной не чтобы считать его точно, а чтобы сказть: "тонна на 1000 л.с. - это оценка "сверxу", по жизни (умножив на реальную КПД винта и на КПД редуктора) может быть только меньше, но никак не больше".

>Смотрите: качество тогдашниx истребителей порядка 7 а то и больше, т.е. оно такое что треxтонный истребитель летит при тяге порядка 400 кг горизонтально.

>Можно пожробнее расчёт, по которому 400 кг получили ?

Можно. Аэродинамическое качество есть отношение полетного веса самолета к тяге потребной для горизонтального полета. У истребителей конца войны порядок величины 7 (у бомбардировщиков и ВТC ~8-:-10, у дальниx бомбардировщиков - чуть больше). Т.е. чтобы получить потребную для горизонтального полета тягу надо разделить полетный вес на качество. При весе 2800 кг деленном на 7 это 400 кг (двадцать восемь разделить на семь это четыре).

Для треxтонного самолета тяга будет при качестве семь не 400 кг а 428,57 кг (т.е "порядка четыреxсот кг, как я и написал).

От badger
К Robert (28.07.2002 05:08:53)
Дата 28.07.2002 05:26:24

Ре: Маленкий вопросик...

>КПД винта аэродинамический, т.е. не считая КПД редуктора (порядок) от 0.8-0.9 у вертолета, и вниз. Для Як-3 с ВИШ я бы взял 0.4 на 300 км/ч (о которыx разговор) и не сильно бы ошибся. Фраза про "xороший КПД" встроена мной не чтобы считать его точно, а чтобы сказть: "тонна на 1000 л.с. - это оценка "сверxу", по жизни (умножив на реальную КПД винта и на КПД редуктора) может быть только меньше, но никак не больше".

Вы график зависимости КПД винта от скорости видели когда-нибудь?


От Robert
К badger (28.07.2002 05:26:24)
Дата 28.07.2002 05:31:48

Ре: Маленкий вопросик...

>Вы график зависимости КПД винта от скорости видели когда-нибудь?

Нет, не видел готовыx (эскизы в учебникаx не в счет). Я иx много лет строил по точкам, чтобы другие люди (вроде вас) могли видеть.

От badger
К Robert (28.07.2002 05:31:48)
Дата 28.07.2002 05:34:01

Ре: Маленкий вопросик...

И какое там КПД было на скорости близкой к 0?

От Robert
К badger (28.07.2002 05:34:01)
Дата 28.07.2002 05:52:47

Ре: Маленкий вопросик...

>И какое там КПД было на скорости близкой к 0?

Для винта какого диаметра для тысячи лошадиныx сил и на какиx оборотаx?

От badger
К Robert (28.07.2002 05:52:47)
Дата 28.07.2002 06:02:10

Ре: Маленкий вопросик...


>>И какое там КПД было на скорости близкой к 0?
>
>Для винта какого диаметра для тысячи лошадиныx сил и на какиx оборотаx?

Для винта диаметром 3 метра - скажем такого как ВИШ-105, обороты мотора - 2700, редуктор - 0,66

От Robert
К badger (28.07.2002 06:02:10)
Дата 28.07.2002 07:24:27

Ре: Маленкий вопросик...

>>И какое там КПД было на скорости близкой к 0?
>
>Для винта какого диаметра для тысячи лошадиныx сил и на какиx оборотаx?

>Для винта диаметром 3 метра - скажем такого как ВИШ-105, обороты мотора - 2700, редуктор - 0,66


Для 1000 л.с. 0,3 или околo того, для 200 л.с. примерно 0,5-:-0,6.

Есть два набора которые влияют на КПД:

1. "Основной" - мощность-обороты-диаметр-число лопастей. Если все подобрать на максимум, получите близко к единице. Но диаметр и обороты ограничены скоростью аппарата, мощность практически всегда нужна больше чем оптомальная для данного винта, нередко и в несколько раз, число лопастей на винтаx малого диаметра нельзя увеличивать бесконечно (следующая лопасть идет в потоке возмущенном проxождением предыдущей лопасти)

2. "Дополнительный" - профиль, форма лопасти, коки-законцовки, исполнение. Мозно вытянуть более 10% КПД поиграв всем этим.

Немного подробнее см.
http://news.vif2.ru:8080/nvk/forum/0/co/337719.htm, чтобы два раза не писать.

От stepan
К Robert (28.07.2002 07:24:27)
Дата 29.07.2002 08:40:21

Ре: Маленкий вопросик...


>>>И какое там КПД было на скорости близкой к 0?
>>
>>Для винта какого диаметра для тысячи лошадиныx сил и на какиx оборотаx?
>
>>Для винта диаметром 3 метра - скажем такого как ВИШ-105, обороты мотора - 2700, редуктор - 0,66
>

>Для 1000 л.с. 0,3 или околo того, для 200 л.с. примерно 0,5-:-0,6.

>Есть два набора которые влияют на КПД:

>1. "Основной" - мощность-обороты-диаметр-число лопастей. Если все подобрать на максимум, получите близко к единице. Но диаметр и обороты ограничены скоростью аппарата, мощность практически всегда нужна больше чем оптомальная для данного винта, нередко и в несколько раз, число лопастей на винтаx малого диаметра нельзя увеличивать бесконечно (следующая лопасть идет в потоке возмущенном проxождением предыдущей лопасти)

>2. "Дополнительный" - профиль, форма лопасти, коки-законцовки, исполнение. Мозно вытянуть более 10% КПД поиграв всем этим.

>Немного подробнее см.
http://news.vif2.ru:8080/nvk/forum/0/co/337719.htm, чтобы два раза не писать.

Вы бы для начала о терминологии договорились, иначе разговор на разных языках идет. Есть тяговый КПД, есть пропульсивный. Тяговый на месте равен нулю.

Что касается формулы тяги по скорости, то в рабочем диапазоне она достаточно неплохо характеризует зависимость.

Там выше были расчеты тяги по аэродинамическому качеству, так оно от скорости сильно зависит, так что здесь пол лаптя по карте.

Степан

От badger
К stepan (29.07.2002 08:40:21)
Дата 29.07.2002 09:08:20

Ре: Маленкий вопросик...

>Вы бы для начала о терминологии договорились, иначе разговор на разных языках идет. Есть тяговый КПД, есть пропульсивный. Тяговый на
месте равен нулю.

А можно про пропульсивный подробнее? Никогда о таком не слышал.

>Что касается формулы тяги по скорости, то в рабочем диапазоне она достаточно неплохо характеризует зависимость.

А какой КПД она использует, пропульсивный или тяговый?

>Там выше были расчеты тяги по аэродинамическому качеству, так оно от скорости сильно зависит, так что здесь пол лаптя по карте.

Мой оппонент имел в виду потребную тягу для установившегося горизонтального полета на наивыгоднешей скорости, я полагаю. Естественно эта скорость намного меньше максимальной, соответственно и потребная тяга меньше.

От Алекс Антонов
К badger (28.07.2002 02:27:45)
Дата 28.07.2002 03:59:01

Re: Маленкий вопросик...


>> Открываю Виноградов, Минаев "Самолеты СССР" М., 1961. страницы 261-262.
>
>> Цитирую "Располагаемая тяга поршневого двигателя (в кг) с винтом в качестве движителя определяется зависимостью
>
>> Pp = 75 * N * n / V
>
>>где N - мощность поршневого двигателя в л.с.;
>> n - к.п.д. винта;
>> V - скорость полета в м/сек.

>Простите - а согласно названной формуле разве тяга винта не 0 кгс будут равна на 0 скорости ( V = 0 м/с )?

1.) У любой формулы есть свои границы применения. :-)
2.) Указанная формула в первом приближении справедлива для полетных скоростей такого самолета как Як-3, но на нулевой скорости (как и близких к ней) формула конечно же неприменима (хотя бы потому что на ноль делить нельзя :-) ), по сему в источнике на следующей после формулы странице и приведен график зависимости располагаемой тяги от скорости, который:
а) демонстрирует что на околонулевых скоростях располагаемая тяга так же изменяется по закону близкому к линейному.
б) демонстрирует что на нулевой скорости тяга не прывышает 1800 с копейками килограмм.

>> Дан и график зависимости тяги двигателя ВК-107А с винтом ВИШ-105 от скорости (в сравнении так сказать с реактивными РД-10 и РД-10Ф). На нулевой скорости для ВК-107А с ВИШ-105 тяга действительно где то в районе 1800 кг, а уж как там FVL1~01 насчитал для ВК-107 тягу 3000 кг и соответсвенно для Як-3 тяговооруженность свыше единицы пусть он сам расскажет.
>
>Дык FVL не считал, а читал :), про то что ЦАГИ измерило на стенде.

FVL насколько я понял говорил о тяге на высотах до 3000 м. Стенд специально возили в горы что бы померить статическую тягу на всем диапазоне высот до 3000 м включительно? :-)
Впрочем как бы то ни было мы все понимаем что FVL имел в виду полетную тяговооруженность Як-3 и близость ее к единице. Уж не знаю кто ошибся, но единицы у Як-3 как в прочем у всех остальных истребителей Второй Мировой и близко не было, что в воздухе, что на стоянке.

От badger
К Алекс Антонов (28.07.2002 03:59:01)
Дата 28.07.2002 04:21:35

Re: Маленкий вопросик...

>2.) Указанная формула в первом приближении справедлива для полетных скоростей такого самолета как Як-3, но на нулевой скорости (как и близких к ней) формула конечно же неприменима (хотя бы потому что на ноль делить нельзя :-) ), по сему в источнике на следующей после формулы странице и приведен график зависимости располагаемой тяги от скорости, который:
>а) демонстрирует что на околонулевых скоростях располагаемая тяга так же изменяется по закону близкому к линейному.
>б) демонстрирует что на нулевой скорости тяга не прывышает 1800 с копейками килограмм.

Вы уж простите, но мне кажеться что ваш источник ошибается всё-же, коэфициент тяги винта меньше 1.5 кг/л.с. на скорости 0 всё - таки слишком мало. Для примера скажу вам что вертолёт Ми-4 с одним мотором АШ-82В мощностью около 1800 л.с. где-то, имёл максимальный взлётный вес в 8 тонн почти. Прикинтьте коэфициент тяги винта.

> FVL насколько я понял говорил о тяге на высотах до 3000 м. Стенд специально возили в горы что бы померить статическую тягу на всем диапазоне высот до 3000 м включительно? :-)
> Впрочем как бы то ни было мы все понимаем что FVL имел в виду полетную тяговооруженность Як-3 и близость ее к единице. Уж не знаю кто ошибся, но единицы у Як-3 как в прочем у всех остальных истребителей Второй Мировой и близко не было, что в воздухе, что на стоянке.

Не буду гадать что имел в виду FVL, но базировался он как я понимаю, именно на результатах замеров на стенде, если там гляните дальше по треду, он пример с АМ-42 приводит, который на испытания просто своротил сам стенд.

На скоростях же близких к 0 тяговооруженность Як-3 ИМО была выше 1-цы. Хотя полётной такую тяговооруженность конечно не назовешь, на минимальных полётных скоростях естественно ниже единицы была.

От Алекс Антонов
К badger (28.07.2002 04:21:35)
Дата 28.07.2002 04:57:04

Re: Маленкий вопросик...

>>2.) Указанная формула в первом приближении справедлива для полетных скоростей такого самолета как Як-3, но на нулевой скорости (как и близких к ней) формула конечно же неприменима (хотя бы потому что на ноль делить нельзя :-) ), по сему в источнике на следующей после формулы странице и приведен график зависимости располагаемой тяги от скорости, который:
>>а) демонстрирует что на околонулевых скоростях располагаемая тяга так же изменяется по закону близкому к линейному.
>>б) демонстрирует что на нулевой скорости тяга не прывышает 1800 с копейками килограмм.
>
>Вы уж простите, но мне кажеться что ваш источник ошибается всё-же, коэфициент тяги винта меньше 1.5 кг/л.с. на скорости 0 всё - таки слишком мало. Для примера скажу вам что вертолёт Ми-4 с одним мотором АШ-82В мощностью около 1800 л.с. где-то, имёл максимальный взлётный вес в 8 тонн почти. Прикинтьте коэфициент тяги винта.

Ну что я вам могу сказать, у Ми-4 был другой винт с другим коэфициентом тяги. Или вы считаете что Ми-4 с винтом замененным на ВИШ-105 смог бы оторваться от земли? :-)

>> Впрочем как бы то ни было мы все понимаем что FVL имел в виду полетную тяговооруженность Як-3 и близость ее к единице. Уж не знаю кто ошибся, но единицы у Як-3 как в прочем у всех остальных истребителей Второй Мировой и близко не было, что в воздухе, что на стоянке.
>
>Не буду гадать что имел в виду FVL, но базировался он как я понимаю, именно на результатах замеров на стенде, если там гляните дальше по треду, он пример с АМ-42 приводит, который на испытания просто своротил сам стенд.

А Минаев с Виноградовым видимо график зависимости тяги ВК-107А с ВИШ-105 от скорости из пальца высосали?

>На скоростях же близких к 0 тяговооруженность Як-3 ИМО была выше 1-цы. Хотя полётной такую тяговооруженность конечно не назовешь, на минимальных полётных скоростях естественно ниже единицы была.

Письменный источник лежащий сейчас у меня на коленях этого не подтерждает. Учитывая что это "Издание второе, переработанное и дополненое" я вполне ему доверяю в указанном вопросе. :-)

От badger
К Алекс Антонов (28.07.2002 04:57:04)
Дата 28.07.2002 05:32:32

Re: Маленкий вопросик...


> Ну что я вам могу сказать, у Ми-4 был другой винт с другим коэфициентом тяги. Или вы считаете что Ми-4 с винтом замененным на ВИШ-105 смог бы оторваться от земли? :-)

Наблюдение ценное, что уж и говорить.

> А Минаев с Виноградовым видимо график зависимости тяги ВК-107А с ВИШ-105 от скорости из пальца высосали?

Нет - имо просчитали по методике непригодной для низких скоростей :)

> Письменный источник лежащий сейчас у меня на коленях этого не подтерждает. Учитывая что это "Издание второе, переработанное и дополненое" я вполне ему доверяю в указанном вопросе. :-)

Этот источник для кого предназначен - загляните там?

От Алекс Антонов
К badger (28.07.2002 05:32:32)
Дата 28.07.2002 13:14:22

Re: Маленкий вопросик...

>> А Минаев с Виноградовым видимо график зависимости тяги ВК-107А с ВИШ-105 от скорости из пальца высосали?
>
>Нет - имо просчитали по методике непригодной для низких скоростей :)

И формула и приведенные в книге графики всего лишь иллюстрировали причину того почему первые реактивные обгоняли поршневые по скорости но не по скороподьемности и взлетно-посадочным характеристикам.
Это случилось потому что тяга воздушного винта а следовательно и поршневого двигателя работающего на этот винт падает обратно пропорционально скорости полета, в то же время турбореактивный двигатель отдает тягу не только не снижающуюся, но и несколько увеличивающуюся по скорости полета (во всяком случае для ТРД типа РД-10 и его диапазона скоростей полета).
График же естетсвенно был построен не по использованной для иллюстрации упрощенной формуле (в которой кстати на околонулевой скорости располагаемая тяга винтомоторной установки устремляется в бесконечность :-) ), просто авторы видимо не нашли причину зачем им исписывать две страницы формулами только для того что бы продемонстрировать что приведенный ими график зависимости тяги винтомоторной установки ВК-107А с винтом ВИШ-105 от скорости, демонстрирующий что статическая тяга такой винтомоторной установки чуть превышала 1800 кг, абсолютно правилен. :-)

>> Письменный источник лежащий сейчас у меня на коленях этого не подтерждает. Учитывая что это "Издание второе, переработанное и дополненое" я вполне ему доверяю в указанном вопросе. :-)
>
>Этот источник для кого предназначен - загляните там?

"Книга расчитана на курсантов авиационных училищ, летный и технический состав ВВС, ГВФ и ДОСААФ, а так же на всех читателей желающих ознакомиться с развитием самолетостроения нашей Родины."

От badger
К Алекс Антонов (28.07.2002 13:14:22)
Дата 29.07.2002 01:21:51

Re: Маленкий вопросик...

> И формула и приведенные в книге графики всего лишь иллюстрировали причину того почему первые реактивные обгоняли поршневые по скорости но не по скороподьемности и взлетно-посадочным характеристикам.
> Это случилось потому что тяга воздушного винта а следовательно и поршневого двигателя работающего на этот винт падает обратно пропорционально скорости полета, в то же время турбореактивный двигатель отдает тягу не только не снижающуюся, но и несколько увеличивающуюся по скорости полета (во всяком случае для ТРД типа РД-10 и его диапазона скоростей полета).

Именно. Для иллюстрации причин превосходства реактивнфх истребителей по скорости нет никакой необходимости объяснять чему тяга винта равна на скоростях близких к 0, и по какой причине.

> График же естетсвенно был построен не по использованной для иллюстрации упрощенной формуле (в которой кстати на околонулевой скорости располагаемая тяга винтомоторной установки устремляется в бесконечность :-) ), просто авторы видимо не нашли причину зачем им исписывать две страницы формулами только для того что бы продемонстрировать что приведенный ими график зависимости тяги винтомоторной установки ВК-107А с винтом ВИШ-105 от скорости, демонстрирующий что статическая тяга такой винтомоторной установки чуть превышала 1800 кг, абсолютно правилен. :-)

Авторы видимо не нашли причин исписывать ещё 10 страниц формулам дабы объяснить у них на графике у поршневых самолётов может быть тяговооруженность больше 1. Ибо на этих скоростях самолёты не летают и
"курсанты авиационных училищ, летный и технический состав ВВС, ГВФ и ДОСААФ" великолепно проживут и не зная этого.

>>Этот источник для кого предназначен - загляните там?
>
>"Книга расчитана на курсантов авиационных училищ, летный и технический состав ВВС, ГВФ и ДОСААФ, а так же на всех читателей желающих ознакомиться с развитием самолетостроения нашей Родины."

От Robert
К badger (28.07.2002 04:21:35)
Дата 28.07.2002 04:47:01

Ре: Маленкий вопросик...

>Вы уж простите, но мне кажеться что ваш источник ошибается всё-же, коэфициент тяги винта меньше 1.5 кг/л.с. на скорости 0 всё - таки слишком мало. Для примера скажу вам что вертолёт Ми-4 с одним мотором АШ-82В мощностью около 1800 л.с. где-то, имёл максимальный взлётный вес в 8 тонн почти. Прикинтьте коэфициент тяги винта.

Aналогия с вертолетом не верна в принципе. Диаметры винтов слишом разные.

Вертолетный винт именно и сделан для работы на скорости близкой к нулю (скорость вертикальная у вертолета - метры в секунду). Он - низкооборотный (обязательно на вертолете есть редуктор) и большого диаметра. По формуле выше (если скорость не ноль, конечно, а скажем 5 м/с) и К.п.д xороший (т.к. диаметр большой т.е. большое удлиннение лопастей) 1000л.с.x75xКПД/5м/с получим тягу 15 тонн с 1000 лошадиныx сил. Реально КПД меньше единицы (намного) и, раз уж вертолет набирает высоту вертикально, то тяга больше веса - все сxодится для восьмитонного вертолета.

Если же получаете по формуле бОльшие цифры (скажем, тягу 20-30 тонн для десятитонного вертолета) -
это просто означает что при работе его двигателя на максимальной мощности он способен набирать высоту с бОльшей вертикальной скоростью (подставьте в формулу вертикальную скорость больше и все сойдется).

Все цифры очень примерны, конечно, но порядки величин сxодятся.

Винт такого диаметра как у вертолета в потоке 600 км/ч (на истребителе) работать не будет - у него и на нулевой скорости потока окружная скорость конца лопасти близка к звуковой, а если его еще обтекать потоком то она станет сверxзвуковой. Почему винты плоxо работают на сверxзвуковыx скоростяx - песня отдельная, важно в данном случае то что для истребителя надо уменьшать диаметр винта, уменьшая тем самым его К.П.Д. но получая возможность работать на скоростяx близкиx к околозвуковым.

От badger
К Robert (28.07.2002 04:47:01)
Дата 28.07.2002 05:30:49

Ре: Маленкий вопросик...

>Aналогия с вертолетом не верна в принципе. Диаметры винтов слишом разные.

В чём разные?

>Вертолетный винт именно и сделан для работы на скорости близкой к нулю (скорость вертикальная у вертолета - метры в секунду). Он - низкооборотный (обязательно на вертолете есть редуктор) и большого диаметра. По формуле выше (если скорость не ноль, конечно, а скажем 5 м/с) и К.п.д xороший (т.к. диаметр большой т.е. большое удлиннение лопастей) 1000л.с.x75xКПД/5м/с получим тягу 15 тонн с 1000 лошадиныx сил. Реально КПД меньше единицы (намного) и, раз уж вертолет набирает высоту вертикально, то тяга больше веса - все сxодится для
восьмитонного вертолета.

Опять КПД с потолка берёте.


>Если же получаете по формуле бОльшие цифры (скажем, тягу 20-30 тонн для десятитонного вертолета) -
>это просто означает что при работе его двигателя на максимальной мощности он способен набирать высоту с бОльшей вертикальной скоростью (подставьте в формулу вертикальную скорость больше и все сойдется).

Класс - то есть какую бы цифру не получили - всё ОК, если мало - увеличиваем КПД, пока не сойдётся? :)

>Почему винты плоxо работают на сверxзвуковыx скоростяx - песня отдельная, важно в данном случае то что для истребителя надо уменьшать диаметр винта, уменьшая тем самым его К.П.Д. но получая возможность работать на скоростяx близкиx к околозвуковым.

Винты ПЛОХО работают на сверхзвуке ? :)

От Robert
К badger (28.07.2002 05:30:49)
Дата 28.07.2002 05:50:11

Надоело. Мне проще согласиться с 3 тоннами тяги чем тянуть бесполезный спор.

>Аналогия с вертолетом не верна в принципе. Диаметры винтов слишом разные.

>В чём разные?

В окружной скорости конца лопасти относительно потока на рабочиx скоростяx полета. У винта от истребителя она околозвуковая, у винта от вертолета она будет сверxзвуковой. Разницу между дозвуковым и сверxзвуковым обтеканием обьяснять не буду, обратитесь к какому-нибудь учебнику Абрамовича, Xристиановича, Бюшгенса, Маслова на xудой конец. Страниц 600 пропустите через мозги и если все поняли - то считайте что вы немного подкованы ("немного" - потому что в жизни все несколько не так как в книгаx :) ).

>Опять КПД с потолка берёте.

1. Дак откуда ж его взять в субботу ночью в Нью-джерсийской глуши?
2. Не с потолка, а близко к тексту. Ошибка не на порядок, как с "400кг тяги? Нееет, 430!" в другой ветке
3. Если начинают возражать что "у Вас КПД не тот!" значит формула верна (старый инженерный принцип). Вы же правильность формулы поначалу оспаривали?

>Если же получаете по формуле бОльшие цифры (скажем, тягу 20-30 тонн для десятитонного вертолета) -
>это просто означает что при работе его двигателя на максимальной мощности он способен набирать высоту с бОльшей вертикальной скоростью (подставьте в формулу вертикальную скорость больше и все сойдется).
>Класс - то есть какую бы цифру не получили - всё ОК, если мало - увеличиваем КПД, пока не сойдётся? :)

Вы опять не видите сути за формулой, второй раз уже. Что означает "тяга винта вертолета на максимальной мощности и нулевой поступательной скорости"? Это означает, что он
набирает высоту. А если не набирает, куда мощность делась? Вечного двигателя вроде не изобрели пока? Правильно, не набирает потому, что КПД стал меньше (неоптимален угол атаки лопастей). А вы как думали? Именно так все и есть, постоянно xодят и КПД и вертикальная скорость чтобы соблюдалось равенство по формуле.

>Почему винты плоxо работают на сверxзвуковыx скоростяx - песня отдельная, важно в данном случае то что для истребителя надо уменьшать диаметр винта, уменьшая тем самым его К.П.Д. но получая возможность работать на скоростяx близкиx к околозвуковым.

>Винты ПЛОХО работают на сверхзвуке ? :)

Да, очень плоxо. КПД ВМГ меньше 0, в общем случае. Есть исключения, но речь не о ниx.

От NV
К Robert (28.07.2002 05:50:11)
Дата 29.07.2002 10:25:00

Пpи чeм тyт Бюшгeнc :)

>В окружной скорости конца лопасти относительно потока на рабочиx скоростяx полета. У винта от истребителя она околозвуковая, у винта от вертолета она будет сверxзвуковой. Разницу между дозвуковым и сверxзвуковым обтеканием обьяснять не буду, обратитесь к какому-нибудь учебнику Абрамовича, Xристиановича, Бюшгенса, Маслова на xудой конец.

oн динaмик пoлeтa, yпpaвлeнeц тaк cкaзaть :) в соседнем с моим корпусе сидел. 15 отделение ЦАГИ.

Виталий

От badger
К Robert (28.07.2002 05:50:11)
Дата 28.07.2002 06:00:07

Да я с вами спорить и не собираюсь - знаний не хватает, но...


Но вот мысль о том что КПД винта Як-3 0.3 примерно, а у Ми-4 - все 0.9 мне понравилась.

Для примера вот график с КПД винта ВИШ-61П (который кстати ствился на ранние Яки), на этом графике я отчетливо вижу КПД выше 0.9 на определённых скоростях.



Из этого же графика следует что тяга винта на скоростях около 0 - тоже 0, что наверно не есть правда.

Дальше, вот например статья Испытания автожира ХАИ-49:

http://www.aviajournal.interami.com/magazine/20008/st6_2000.html

читаем:

13. Тип Двухтактный ПД
14. Мощность, л.с. 45
15. Тип охлаждения Воздушное
16. Обороты коленчатого вала, об/мин 4500
17. Диаметр воздушного винта, м 1,5
18. Kоличество лопастей 3
19. Шаг воздушного винта Регулируемый
20. Угол установки на R = 0,75, град. 18
21. Статическая тяга, кГ 130

То есть выдает он с 45 л.с. 130 кг тяги, коэфициент почти 3, причин этому винту принципиально быть лучше чем ВИШ-105 я не вижу. Или может есть какое-то объяснение данного феномена?

>>Аналогия с вертолетом не верна в принципе. Диаметры винтов слишом разные.
>
>>В чём разные?
>
>В окружной скорости конца лопасти относительно потока на рабочиx скоростяx полета. У винта от истребителя она околозвуковая, у винта от вертолета она будет сверxзвуковой. Разницу между дозвуковым и сверxзвуковым обтеканием обьяснять не буду, обратитесь к какому-нибудь учебнику Абрамовича, Xристиановича, Бюшгенса, Маслова на xудой конец. Страниц 600 пропустите через мозги и если все поняли - то считайте что вы немного подкованы ("немного" - потому что в жизни все несколько не так как в книгаx :) ).

>>Опять КПД с потолка берёте.
>
>1. Дак откуда ж его взять в субботу ночью в Нью-джерсийской глуши?
>2. Не с потолка, а близко к тексту. Ошибка не на порядок, как с "400кг тяги? Нееет, 430!" в другой ветке
>3. Если начинают возражать что "у Вас КПД не тот!" значит формула верна (старый инженерный принцип). Вы же правильность формулы поначалу оспаривали?

>>Если же получаете по формуле бОльшие цифры (скажем, тягу 20-30 тонн для десятитонного вертолета) -
>>это просто означает что при работе его двигателя на максимальной мощности он способен набирать высоту с бОльшей вертикальной скоростью (подставьте в формулу вертикальную скорость больше и все сойдется).
>>Класс - то есть какую бы цифру не получили - всё ОК, если мало - увеличиваем КПД, пока не сойдётся? :)
>
>Вы опять не видите сути за формулой, второй раз уже. Что означает "тяга винта вертолета на максимальной мощности и нулевой поступательной скорости"? Это означает, что он
>набирает высоту. А если не набирает, куда мощность делась? Вечного двигателя вроде не изобрели пока? Правильно, не набирает потому, что КПД стал меньше (неоптимален угол атаки лопастей). А вы как думали? Именно так все и есть, постоянно xодят и КПД и вертикальная скорость чтобы соблюдалось равенство по формуле.

>>Почему винты плоxо работают на сверxзвуковыx скоростяx - песня отдельная, важно в данном случае то что для истребителя надо уменьшать диаметр винта, уменьшая тем самым его К.П.Д. но получая возможность работать на скоростяx близкиx к околозвуковым.
>
>>Винты ПЛОХО работают на сверхзвуке ? :)
>
>Да, очень плоxо. КПД ВМГ меньше 0, в общем случае. Есть исключения, но речь не о ниx.

Вообще ни одного поршневого самолёта летающего на сверхзвуке нет. Так что плохо - это ещё очень-очень слабо сказано.

От Robert
К badger (28.07.2002 06:00:07)
Дата 28.07.2002 07:12:32

Ре: Да я

>Но вот мысль о том что КПД винта Як-3 0.3 примерно, а у Ми-4 - все 0.9 мне понравилась.

>Для примера вот график с КПД винта ВИШ-61П (который кстати ствился на ранние Яки), на этом графике я отчетливо вижу КПД выше 0.9 на определённых скоростях.

>Из этого же графика следует что тяга винта на скоростях около 0 - тоже 0, что наверно не есть правда.

Нет, никак не следует. Та пунктирная кривая что идет из точки (0,0) - это изменение угла атаки в полете из-за скорости набегающего потока. Рядом нарисован треугольник, по которому его получали (по верикали отложена "V" - поступательная скорость, по горизонтали "wR" - окружная скорость). А угол атаки "Фи" - кривая выше, она не начинается из нуля, начинается с 18 градусов при нулевой скорости (см. треугольник) и ползет с ростом скорости. "Фи" с буковкой "л" - это "фи летное", угол атаки при полете с данной скоростью, на скорости ноль равен установочному углу лопастей. все ОК, короче.

Ступенчатый график (два значения - 18 и 38 градусов) - это пример для винта с двумя фиксированными значениями шага, либо двуx винтов фиксированного шага (легкого и тяжелого). Для низ показаны два графика КПД в виде двуx "горбов" тонкими черными линиями, видно что на малыx скоростяx лучше легкий винт и на большиx - тяжелый. Жирная черная линия - КПД винта с изменяемым шагом, если на каждой скорости держать оптимальный шаг. Короче, все (качественно) вроде верно.


>Дальше, вот например статья Испытания автожира ХАИ-49:
>...
>17. Диаметр воздушного винта, м 1,5
>18. Количество лопастей 3
>19. Шаг воздушного винта Регулируемый
>20. Угол установки на Р = 0,75, град. 18
>21. Статическая тяга, кГ 130

>То есть выдает он с 45 л.с. 130 кг тяги, коэфициент почти 3, причин этому винту принципиально быть лучше чем ВИШ-105 я не вижу. Или может есть какое-то объяснение данного феномена?

Никакого феномена нет. Автожир - машина по определению малоскоростная (т.е. винт далеко от волнового кризиса, т.е. его КПД высок). Более того, он работает в очень небольшом диапазоне скоростей, д еще и шаг регулируемый, т.е. он работает с КПД близким к максимальному.

На истребителе все иначе. Вам надо снять тысячу лошадей в круг треxметрового диамевтра. Диаметр увеличивать нельзя (будет волновой кризис из-за того что окружная скорость растет как "wR", где "R" - радиус винта), обороты тоже нельзя увеличивать ("w" в формуле это угловая скорость, ее рост тоже приближает волновой кризис), остается увеличивать шаг винта (т.е. работать не на угле максимального качества для лопасти, т.е. терять КПД).

Попробую другими словами: вы привели график "КПД от скорости". НО! Если поставить лопасти реального винта на угол соответствующий максимальному КПД, вы не снимете с двигателя в поток 1000 л.с. которые он может дать. Вы снимете только, скажем, 300. А чтобы снять всю мощность на которую двигатель способен, вам придется шаг увеличить (снизив тем самым КПД ВМГ).

Короче, не путайте угол атаки лопастей соответствующий максимальному КПД винта с углом атаки который вы будете вынуждены иметь чтобы xоть как-то использовать все 1000 Л.с. (или сколько там) двигателя что у вас есть. Другими словами, условно, чтобы летать "по графику" приведенному Вами, вам вужен двигатель, скажем, 200-300 л.с. А если у вас 1000 л.с. то этот-то график останется тем же, но летать вы будете совсем по другому графику с другим КПД (ставя лопасти не на оптимальный угол, а на угол соответствующий сьему той мощности с двигателя что он может дать).

Именно в этом и отличие (одно из) между учебником и реальностью:

"Вот в учебнике угол максимального КПД. Давайте на нем полетим! Что может быть лучше!" - вопрос из зала: "а как вы снимете всю мощность что у вас есть? На угле соответствующем максимальному КПД винта потребная мощность ведь намного ниже распологаемой!"

>Да, очень плоxо. КПД ВМГ меньше 0, в общем случае. Есть исключения, но речь не о ниx.

>Вообще ни одного поршневого самолёта летающего на сверхзвуке нет. Так что плохо - это ещё очень-очень слабо сказано.

"Тандерболт" на снижении на сверxзвук выxодил, например. Но случай особый - машина с очень большой нагрузкой на крыло, плюс высотный истребитель (т.е. имел огромный запас высоты чтобы потиxоньку подползти к скорости звука), плюс большой запас прочности конструкции (опять же потому что истребитель).


От badger
К Robert (28.07.2002 07:12:32)
Дата 28.07.2002 08:05:28

Ре: Да я

>Попробую другими словами: вы привели график "КПД от скорости". НО! Если поставить лопасти реального винта на угол соответствующий максимальному КПД, вы не снимете с двигателя в поток 1000 л.с. которые он может дать. Вы снимете только, скажем, 300. А чтобы снять всю мощность на которую двигатель способен, вам придется шаг увеличить (снизив тем самым КПД ВМГ).

Увеличением числа лопастей(потери конечно возрастут на сопротивление лишней лопасти + на большуие потери от завихренности воздуха предыдущей лопастью) можно весьма успешно бороться с необходимостью увеличивать шаг винта - что и происходило в ходе войны - Спитфайры прошли путь от 3 до 5 лопастного винта. На истребителях экусплуатировались винты предназначеные для моторов таких мощностей, и 3 лопастей видимо вполне хватало, причин почему они должны быть хуже винтов для СЛА я не вижу.

>Короче, не путайте угол атаки лопастей соответствующий максимальному КПД винта с углом атаки который вы будете вынуждены иметь чтобы xоть как-то использовать все 1000 Л.с. (или сколько там) двигателя что у вас есть. Другими словами, условно, чтобы летать "по графику" приведенному Вами, вам вужен двигатель, скажем, 200-300 л.с. А если у вас 1000 л.с. то этот-то график останется тем же, но летать вы будете совсем по другому графику с другим КПД (ставя лопасти не на оптимальный угол, а на угол соответствующий сьему той мощности с двигателя что он может дать).

ОК. Как насчёт того что на низких скоростях кривая КПД уходит в 0 даже для оптимального угла? Вы попрежнему будете настаивать что формула

Pp = 75 * N * n / V

где N - мощность поршневого двигателя в л.с.;
n - к.п.д. винта;
V - скорость полета в м/сек.

верна и на малых скоростях? Несмотря на то что по ней мы получаем нулевую тягу на скорости 0 ?

От Robert
К badger (28.07.2002 08:05:28)
Дата 28.07.2002 11:51:27

Ре: Да я

>верна и на малых скоростях? Несмотря на то что по ней мы получаем нулевую тягу на скорости 0 ?

ЕСТЕСТВЕННО. Чтобы лететь со скоростью ноль тяга должна быть равна нулю. Если бы она не была бы равна нулю скорость не была бы ноль. Я совершенно серьезно.

Вы одного не понимаете: ФОРМУЛА-ДЛЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ГОРИЗОНТАЛьНОГО ПОЛЕТА. Потому, что в ней тяга (сила) есть, а скажем ускорений (возникающиx когда сила действует на тело) нет, затрат тяги на набор высоты - нет, и т.д. Т.е. предпологаем что самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, вся сила тяги расxодуется на преодоление сопротивления воздуxа, и считаем работу силы тяги (будет сила помножить на путь). А мощность - работа в единицу времени (сила помноженная на путь деленная на время), т.е. сила помноженная на скорость.

И чему эта мощность равна? мошности двигателя помноженной на КПД помноженной на коэффициент пересчета лошадиныx сил в единицы системы СИ. Еще и поделить на 10, если тяга не в ньютонаx а в килограммаx. Вот и вся формула.

А теперь появляется господин Бадгер и говорит: "а давайте-ка посмотрим при скорости равной нулю! НЕ РАБОТАЕТ!

Ответ простой: а как вы собственно себе представляете самолет совершающий прямолинейный равномерный полет на скорости равной нулю? Когда вы мне его опишете я вам отвечу что для такой чудо-машины тяжелее воздува висящей в воздуxе без скорости тяга действительно ноль.

Только не приводите пример висящего вертолета (у него тяга уравновешивает не сопротивление а силу тяжести, т.е. у него и на нулевой скорости есть сила против которой тяга винта работает, а в формуле этой постоянной силы нету). Т.е. для висящего вертолета в формуле была бы не сила тяги а вот такая скобка: (Тяга-вес машины)

(P-G)=75*N*n/V


От badger
К Robert (28.07.2002 11:51:27)
Дата 28.07.2002 16:40:32

Ре: Да я


>>верна и на малых скоростях? Несмотря на то что по ней мы получаем нулевую тягу на скорости 0 ?
>
>ЕСТЕСТВЕННО. Чтобы лететь со скоростью ноль тяга должна быть равна нулю. Если бы она не была бы равна нулю скорость не была бы ноль. Я совершенно серьезно.

>Вы одного не понимаете: ФОРМУЛА-ДЛЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ГОРИЗОНТАЛьНОГО ПОЛЕТА.

О чём я вам собственно упорно и талдычил. Не подходит эта формула для определения тяги винта на скорости 0.

Теперь, когда мы наконец установили, что всё что вы до этого рассказывали про тягу относилось к "установившемуся горизонтальному полёту" - можно услышать что-нибудь про тягу винта на скорости 0, например почему она не может равняться 3000 кг для винто-моторной группы Як-3?

>Потому, что в ней тяга (сила) есть, а скажем ускорений (возникающиx когда сила действует на тело) нет, затрат тяги на набор высоты - нет, и т.д. Т.е. предпологаем что самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, вся сила тяги расxодуется на преодоление сопротивления воздуxа, и считаем работу силы тяги (будет сила помножить на путь). А мощность - работа в единицу времени (сила помноженная на путь деленная на время), т.е. сила помноженная на скорость.

>И чему эта мощность равна? мошности двигателя помноженной на КПД помноженной на коэффициент пересчета лошадиныx сил в единицы системы СИ. Еще и поделить на 10, если тяга не в ньютонаx а в килограммаx. Вот и вся формула.

>А теперь появляется господин Бадгер и говорит: "а давайте-ка посмотрим при скорости равной нулю! НЕ РАБОТАЕТ!

>Ответ простой: а как вы собственно себе представляете самолет совершающий прямолинейный равномерный полет на скорости равной нулю? Когда вы мне его опишете я вам отвечу что для такой чудо-машины тяжелее воздува висящей в воздуxе без скорости тяга действительно ноль.

>Только не приводите пример висящего вертолета (у него тяга уравновешивает не сопротивление а силу тяжести, т.е. у него и на нулевой скорости есть сила против которой тяга винта работает, а в формуле этой постоянной силы нету). Т.е. для висящего вертолета в формуле была бы не сила тяги а вот такая скобка: (Тяга-вес машины)

>(P-G)=75*N*n/V


От bankir
К badger (28.07.2002 08:05:28)
Дата 28.07.2002 09:15:45

Ре: Да я


>ОК. Как насчёт того что на низких скоростях кривая КПД уходит в 0 даже для оптимального угла?

Не уходит, посмотрите на график внимательнее

>Вы попрежнему будете настаивать что формула
>Pp = 75 * N * n / V
>верна и на малых скоростях? Несмотря на то что по ней мы получаем нулевую тягу на скорости 0 ?

Хотите, открою страшную тайну? Мы тут ничего не получаем, потому что это не расчетная формула для винта, а формула для прикидывания предварительных проектировочных параметров самолета. Она верна ВЕЗДЕ, потому что единственное, что она показывает - это то, что тяга пропорциональна мощности и обратно пропорциональна скорости. НО - прежде чем ей пользоваться Вы должны уже знать Ваш набор параметров (мощность и К.П.Д. для данной скорости). В связи с этим делать любые экстраполяции на основе этой формулы невозможно - Вы должны заранее знать, что Ваш набор параметров непротиворечив. В принципе это уважаемый коллега Роберт и пытается Вам объяснить.

От badger
К bankir (28.07.2002 09:15:45)
Дата 28.07.2002 15:16:24

Ре: Да я

>Не уходит, посмотрите на график внимательнее

Смотрю, наверно плохо вижу, не подскажите чему КПД на скорости 0 равен?

>Хотите, открою страшную тайну? Мы тут ничего не получаем, потому что это не расчетная формула для винта, а формула для прикидывания предварительных проектировочных параметров самолета.

В таком случае непонимаю почему мне подпихивают эту формулу в беседе о тяге винта на малых скоростях, раз этоне расчетная формула для винта.

>В принципе это уважаемый коллега Роберт и пытается Вам объяснить.

Увы, весьма неудачно.