Les ventilateurs canalisés sont-ils plus efficaces?
On février 15, 2021 by adminEn ce qui concerne la poussée statique, une hélice blindée / gainée surpasse-t-elle une hélice non blindée? Il semble que les lames de guidage situées au bas du conduit permettraient à peu plus de poussée dêtre extraite du vortex que lhélice génère en redirigeant le flux dair. De plus, le conduit semble pouvoir « focaliser » lair propulsé (comme un propulseur de fusée) résultant en une meilleure poussée.
( Source )
De Bien sûr, je peux voir comment un conduit mal implémenté pourrait vraiment tuer lefficacité (créant plus dinterférences et de turbulences), mais quen est-il dun conduit bien conçu? Et sils sont meilleurs, pourquoi ne semble-t-on pas que la plupart des avions à hélices les utilisent (quel est lavantage de ne pas avoir de conduit)?
Commentaires
- Liés, mais pas pour les modèles réduits davions: Quels sont les avantages et les inconvénients des ventilateurs à conduit dans des conceptions telles que lAirbus E-Fan? — et – – La connexion des pales dhélice avec un anneau continu réduirait-elle la traînée induite? — et — Anneaux autour des hélices
- Imaginez courir sur un tapis de roulements à billes. Cest ce qui se passe lorsque lair au bout de lhélice tourne en rond à plusieurs reprises à travers les pales. Le carénage arrête cela.
Réponse
il se passe beaucoup de choses ici. La réponse courte est quun ventilateur à conduit (ce que vous avez illustré) peut produire beaucoup plus de poussée (les expériences à partir dun seul article disent deux fois plus) quun rotor ouvert de la même taille. les ventilateurs canalisés ont pour eux le fait que les pertes de pointe deviennent négligeables car il ny a tout simplement pas de place pour que le vortex de pointe se développe car il y a un conduit sur le chemin! Solution simple et facile qui fonctionne bien.
Cependant, rien nest gratuit. Premièrement, vous devez avoir le conduit là-bas, ce qui est un poids & argent (vous devez construire le conduit et la structure de support, ce qui ajoute également un peu de traînée). Pensez aussi à léchelle: à mesure que les hélices grossissent, le conduit doit grandir avec elles. Imaginez les difficultés à mettre un conduit de 20 « sur une hélice B-36!
Deuxièmement, les tolérances de fabrication sur le conduit sont essentielles – plus il est serré, plus vous êtes efficace (à une limite, naturellement) … mais plus il est serré, plus vous êtes susceptible de voir vos lames heurter le conduit en raison de la flexion du conduit ou des lames. Et, en parlant de lames flexibles et de la structure de support nécessaire dont vous avez besoin, ceci pourrait rendre le contrôle du pas (sur une hélice, à pas variable, et sur un rotor, cyclique et collectif) difficile à mettre en œuvre, en fonction de celui de ces schémas que vous cherchez à faire. Là encore, pour une petite implémentation utilisant le contrôle du régime. . peut-être que vous nen avez pas besoin de toute façon.
De même, alors quun vent de travers sur un rotor ouvert entraîne une diminution soudaine de la puissance, un vent de travers sur un ventilateur à conduit entraîne un moment de tangage soudain dû à la lèvre du conduit et de lafflux asymétrique vers le ventilateur (qui, puisque vous produisez maintenant plus de poussée pour commencer, un afflux asymétrique cts deviennent encore plus prononcés). Maintenant, si vous collez ceci à lavant dun Cessna 172 typique, disons, et lancez un vent de travers (ce qui, si vous pensez aux décollages et atterrissages, qui, puisquils doivent être dans une certaine direction, avoir un vent de travers est en fait assez probablement) imaginez les moments de lacet qui seraient induits par lhélice (proportionnels à la poussée statique) – avant même que lavion ne décolle du sol et avant que vous nayez beaucoup dautorité de contrôle pour le contrer! Un scénario similaire dans les airs pourrait être aussi dramatique. Et, oui, vous pouvez y jeter des aubes directrices pour vous aider, mais rien nest gratuit. Les aubes de guidage, qui sont une solution réalisable, signifient maintenant que vous devez avoir un ou plusieurs actionneurs pour ces aubes, une puissance & peut-être des hydrauliques pour le ou les actionneurs, des supports pour les actionneurs , charnières pour les aubes, liaisons entre le (s) actionneur (s) et les aubes, redondance pour lactionnement ou certains moyens de faciliter le contrôle en cas durgence … cest beaucoup de travail. Ou, au contraire, vous pouvez simplement boulonner un hélice à pas fixe sur un arbre à lavant dudit Cessna 172 et appelez-le un jour.
À long terme, et cest une spéculation, je pense que cela conduit simplement à un système plus complexe, en particulier des implémentations en taille réelle, ce qui est un casse-tête de maintenance, de coût et de fabrication qui ne vaut pas la peine si vous pouvez obtenir beaucoup de performances avec une hélice ouverte ordinaire. Si vous vous aventurez dans le monde des éoliennes à diffuseurs augmentés, des débats similaires se déroulent depuis des décennies … et une éolienne à conduit na pas encore réussi à grande échelle. De même, alors que des avions à soufflantes canalisées ont volé …
(Ryan XV-5A Vertifan, vers 1950. Les ventilateurs canalisés se trouvent sous les dômes circulaires sur les ailes et un autre sous la zone dobturation sur le nez pour le contrôle du pas. Source: http://www.aero-web.org/specs/ryan/xv-5a.htm )
… Il ny a pas dexemples non-MAV à ma connaissance.
Source: https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd-05262005-170916/unrestricted/WGraf_Thesis_2005.pdf
Commentaires
- Veuillez vous procurer votre image, comme bien. ' nest pas clair si cela vient de la thèse, ou ailleurs.
- OK, merci!
- LEdgley Optica est un bon exemple davion civil volant à soufflante.
- Alors que pensez-vous de lajout uniquement daubes de guidage sans conduit?
- I ' Je ne suis pas sûr que des ventilateurs canalisés aient été utilisés dans le XV-5A Vertifan. Ce sont des ventilateurs dascenseur entraînés par gaz du moteur (qui nest pas sur les ailes) et en utilisant la circonférence du ventilateur comme une turbine. Le conduit est en fait le conduit annulaire de la turbine, je ne ' t savoir sil est également utilisé comme conduit de ventilation.
Réponse
Une autre chose à garder à lesprit est que les ventilateurs canalisés ont bien plus que 2 lames. Laugmentation du nombre de pales diminue lefficacité de lhélice / ventilateur. Le principal avantage de laugmentation du nombre de pales est dobtenir une densité de poussée plus élevée, cest-à-dire dobtenir plus de poussée avec le même diamètre dhélice / ventilateur. Donc, ce que font vraiment les ventilateurs canalisés, cest: le ventilateur à plusieurs pales fournit beaucoup de densité de poussée et le conduit essaie de compenser la perte defficacité. Espérons que le ventilateur canalisé puisse atteindre la même efficacité que lhélice bipale …
Commentaires
- Tout dabord, bienvenue sur Aviation Stack Exchange @ HenriqueMoritz. En ce qui concerne votre réponse, vous avez certainement un point valable avec votre explication selon laquelle laugmentation du nombre de lames améliore généralement de nombreux facteurs defficacité, mais les ventilateurs non conducteurs et gainés peuvent avoir un nombre de lames égal. La question dans les détails est celle des effets aérodynamiques du conduit lui-même, qui, par contre-coup, contribue principalement dans la zone de perte de poussée aux extrémités, ce qui conduit à des problèmes qui sont contrés par les conduits. Cependant, la densité de poussée saméliore avec la propulsion canalisée, donc je vois ce que vous ' dites ici.
Réponse
Commentaires
- Cela ne répond pas à la question, il ne fait quexprimer votre opinion. Il manque des références.
- En fait, cela répond à la question. Totalement incorrect et sans aucune référence, mais cest une autre question – que nous pouvons malheureusement parfois voir avec dautres utilisateurs.
- De lavis: Cette réponse ne répond pas à la question, mais elle ne cite aucune référence pour les réclamations faites. En tant que telle, la réponse est de peu de valeur. Dans létat actuel, je ne voterais pas pour la réponse, peut-être même envisagerais-je de la voter contre. Mais signaler pour suppression en raison de la longueur et du contenu est le mauvais outil à utiliser ici à mon avis.
- Et avant de loublier: bienvenue sur aviation.stackexchange.com.
- Il y a aucune référence pour les autres messages prétendant quils sont supérieurs ou plus efficaces non plus. Pourquoi ne leur demander quà moi? Mais oui, je peux leur en fournir beaucoup. Je ne sais pas trop comment modifier mon message dorigine.
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