Zijn kanaalventilatoren efficiënter?
Geplaatst op februari 15, 2021 door adminWat betreft de statische stuwkracht, presteert een propeller met een mantel / geleiding beter dan een propeller zonder mantel? Het lijkt erop dat de geleidebladen aan de onderkant van het kanaal het mogelijk maken dat er weinig meer stuwkracht wordt onttrokken aan de werveling die de prop genereert door de luchtstroom om te buigen. Ook lijkt het kanaal de aangedreven lucht te kunnen “focussen” (zoals een raketschroef), wat resulteert in een betere stuwkracht.
( Source )
Van Natuurlijk kan ik zien hoe een onjuist geïmplementeerd kanaal de efficiëntie echt kan doden (meer interferentie en turbulentie veroorzaken), maar hoe zit het met een goed ontworpen kanaal? En als ze beter zijn, waarom zouden de meeste propellervliegtuigen ze dan niet gebruiken (wat is het voordeel als je geen kanaal hebt)?
Opmerkingen
- Gerelateerd, maar niet voor modelvliegtuigen: Wat zijn de voor- en nadelen van kanaalventilatoren in ontwerpen zoals de Airbus E-Fan? — en – – Zou het verbinden van schroefbladen met een doorlopende ring de geïnduceerde weerstand verminderen? — en — Ringen rond propellers
- Stel je voor dat je op een tapijt van kogellagers loopt. Dat is wat er gebeurt als de lucht aan de uiteinden van de propeller herhaaldelijk in cirkels door de bladen gaat. De mantel houdt dat tegen.
Antwoord
er gebeurt hier veel. Kort antwoord is dat een getunnelde ventilator (wat je hebt afgebeeld) kan veel meer stuwkracht produceren (experimenten van één artikel zeggen twee keer zoveel) dan een open rotor van dezelfde grootte. Het grote ding is dat deze ventilatoren met geleiding die voor hen gaan, is het feit dat tipverliezen verwaarloosbaar worden omdat er simpelweg geen ruimte is voor de tipwerveling om zich te ontwikkelen omdat er een kanaal in de weg zit! Eenvoudige, gemakkelijke oplossing die goed werkt.
Niets komt echter gratis. Ten eerste moet je het kanaal daar hebben, dat is & geld (je moet het kanaal en de ondersteuningsstructuur bouwen, wat ook wat weerstand toevoegt). Denk ook aan schaal – naarmate propellers groter worden, moet het kanaal met hen meegroeien. Stelt u zich eens voor hoe moeilijk het is om een 20-inch kanaal op een B-36-propeller te plaatsen!
Ten tweede zijn de fabricagetoleranties op het kanaal van cruciaal belang – hoe strakker het is, hoe efficiënter u bent (tot een limiet, natuurlijk) … maar hoe strakker het is, hoe gevoeliger u bent dat uw bladen het kanaal raken als gevolg van het buigen van het kanaal of de bladen. En als we het hebben over buigzame bladen en de noodzakelijke ondersteuningsstructuur die u nodig zou hebben, dit kan pitch control (op een propeller, variabele pitch, en op een rotor, cyclisch en collectief) moeilijk te implementeren zijn, afhankelijk van welke van die schemas je wilt doen. Aan de andere kant, voor een kleine implementatie met RPM control .. .misschien heb je die sowieso niet nodig.
Evenzo, terwijl een zijwind op een open rotor leidt tot een plotselinge afname van het vermogen, leidt een zijwind op een geleide ventilator tot een plotseling springmoment als gevolg van de lip van het kanaal en de asymmetrische instroom naar de ventilator (die, aangezien je nu in het begin meer stuwkracht produceert, asymmetrische instroom effe cts worden zelfs nog meer uitgesproken). Als je dit nu bijvoorbeeld op de voorkant van een typische Cessna 172 plakt en er een zijwind naar gooit (die, als je denkt aan starts en landingen, die, aangezien ze in een bepaalde richting moeten zijn, een zijwind hebben eigenlijk vrij is) waarschijnlijk) stel je de giermomenten voor die door de propeller zouden worden veroorzaakt (evenredig met de statische stuwkracht) – zelfs voordat het vliegtuig van de grond kwam en voordat je veel controlebevoegdheid hebt om het tegen te gaan! Een soortgelijk scenario in de lucht kan net zo dramatisch zijn. En ja, je zou er wat leischoepen naar toe kunnen gooien om te helpen, maar niets komt gratis. Geleideschoepen, wat een werkbare oplossing is, betekenen nu dat u actuator (en) nodig heeft voor die schoepen, vermogen & misschien hydraulica voor de actuator (en), bevestigingen voor de actuatoren , scharnieren voor de schoepen, koppelingen van de actuator (s) naar de schoepen, redundantie voor de bediening of een middel om de bediening in een noodgeval te vergemakkelijken … het is een hoop werk. Of u kunt daarentegen gewoon een vaste toonhoogte prop op een as aan de voorkant van genoemde Cessna 172 en noem het een dag.
Op de lange termijn, en dit is wat speculatie, denk ik dat het gewoon leidt tot een complexer systeem, vooral in implementaties op ware grootte, wat een kopzorg op het gebied van onderhoud, kosten en fabricage is die niet de moeite waard is als u voldoende prestaties kunt halen uit een gewone open propeller. Als je je waagt in de wereld van windturbines met diffusor, zijn er al decennia soortgelijke debatten … en een windturbine met geleiding moet nog op grote schaal succesvol zijn. Evenzo, terwijl getunnelde ventilatorvliegtuigen zijn gevlogen …
(Ryan XV-5A Vertifan, circa 1950. De kanaalventilatoren bevinden zich onder de ronde koepels op de vleugels en een ander onder het luikgedeelte op de neus voor toonhoogteregeling. Bron: http://www.aero-web.org/specs/ryan/xv-5a.htm )
… er zijn momenteel geen niet-MAV-voorbeelden die ik ken.
Bron: https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd-05262005-170916/unrestricted/WGraf_Thesis_2005.pdf
Reacties
- Geef je afbeelding als nou. Het ' is niet duidelijk of het uit het proefschrift komt, of ergens anders.
- Begrepen – bedankt!
- De Edgley Optica is een goed voorbeeld van een vliegend civiel toestel met geleide-ventilator.
- Dus wat denk je van het toevoegen van alleen leischoepen zonder het kanaal?
- I ' m niet zeker of er kanaalventilatoren zijn gebruikt in de XV-5A Vertifan. Dit zijn liftventilatoren aangedreven door gas uit de motor (die niet op de vleugels zit) en de omtrek van de ventilator als turbine gebruiken. Het kanaal is eigenlijk het ringvormige kanaal van de turbine, ik weet niet ' of het ook als ventilatorkanaal wordt gebruikt.
Antwoord
Een ander ding om in gedachten te houden is dat kanaalventilatoren veel meer dan 2 bladen hebben. Een toenemend aantal bladen verlaagt de efficiëntie van de propeller / ventilator. Het belangrijkste voordeel van een toenemend aantal bladen is een hogere stuwkrachtdichtheid te krijgen, d.w.z. meer stuwkracht met dezelfde propeller / ventilatordiameter. Dus wat kanaalventilatoren echt doen, is: de meerbladige ventilator zorgt voor veel stuwkrachtdichtheid en het kanaal probeert het verloren rendement te compenseren. Hopelijk kan de geleide ventilator dezelfde efficiëntie bereiken als de tweebladige propeller …
Opmerkingen
- Ten eerste, welkom bij Aviation Stack Exchange @ HenriqueMoritz. Wat betreft uw antwoord, u heeft zeker een geldig punt met uw uitleg dat een toenemend aantal bladen over het algemeen veel efficiëntiefactoren verbetert, maar niet-geleide en geleide ventilatoren kunnen hetzelfde aantal bladen hebben. De vraag in het bijzonder is vragen naar de aërodynamische effecten van het kanaal zelf, die van buitenaf vooral bijdragen op het gebied van stuwkrachtverlies aan de uiteinden, wat leidt tot problemen die worden tegengegaan door de kanalen. De stuwkrachtdichtheid verbetert echter met geleide voortstuwing, dus ik begrijp wat je ' hier zegt.
Antwoord
Opmerkingen
- Dit geeft geen antwoord op de vraag, het geeft alleen uw mening. Verwijzingen ontbreken.
- In feite beantwoordt het de vraag. Totaal onjuist en zonder enige verwijzing, maar dat is een andere kwestie – die we helaas soms ook bij andere gebruikers kunnen zien.
- Uit beoordeling: dit antwoord beantwoordt de vraag, maar het bevat geen verwijzingen naar de gemaakte claims. Als zodanig is het antwoord van weinig waarde. In de huidige toestand zou ik het antwoord niet naar boven stemmen, misschien zelfs overwegen om het te verlagen. Maar markeren voor verwijdering vanwege lengte en inhoud is naar mijn mening de verkeerde tool om hier te gebruiken.
- En voordat ik het vergeet: welkom bij aviation.stackexchange.com.
- Er zijn geen referenties voor de andere berichten die beweren dat ze ook superieur of efficiënter zijn. Waarom zou je ze alleen aan mij vragen? Maar ja, ik kan ze genoeg bieden. Ik weet alleen niet zeker hoe ik mijn oorspronkelijke bericht moet wijzigen.
Geef een reactie