Är kanalfläktar effektivare?
On februari 15, 2021 by adminÖverträffar en höljd / kanaliserad propeller, vad gäller statisk dragkraft, en icke höljd propeller? Det verkar som om styrbladen på kanalens botten skulle tillåta att lite mer dragkraft extraheras från virveln som prop genererar genom att omdirigera luftflödet. Kanalen verkar också som att den kunde ”fokusera” den framdrivna luften (som en raketpropeller) vilket resulterar i bättre dragkraft.
( Källa )
Av naturligtvis kan jag se hur en felaktigt implementerad kanal verkligen kan döda effektiviteten (skapa mer störningar och turbulens), men hur är det med en väldesignad? Och om de är bättre, varför skulle vi inte tycka att de flesta propellerflygplan använder dem (vad är fördelen med att inte ha kanalen)?
Kommentarer
- Relaterat men inte för modellflygplan: Vilka är fördelarna och nackdelarna med ledningsfläktar i konstruktioner som Airbus E-Fan? — och – – Skulle anslutning av propellerblad med en kontinuerlig ring minska inducerat drag? — och — Ringar runt propellrar
- Tänk dig att springa på en kullagermatta. Det är vad som händer när luften vid propellerns spetsar går i cirklar genom knivarna upprepade gånger. Skyddet stoppar det.
Svar
det händer mycket här. Kort svar är att en kanaliserad fläkt (vad du har föreställt dig) kan producera mycket mer dragkraft (experiment från ett papper säger dubbelt så mycket) än en öppen rotor av samma storlek. Det stora som dessa kanaliserade fläktar har gått för dem är det faktum att spetsförluster blir försumbara eftersom det helt enkelt inte finns plats för spetsvirveln att utvecklas eftersom det finns en kanal i vägen! Enkel, enkel lösning som fungerar bra.
Ingenting kommer dock gratis. En, du måste ha kanalen där, vilket är vikt & pengar (du måste bygga kanalen och stödstrukturen, vilket också ger lite drag). Tänk också på skala – när propellrar blir större måste kanalen växa med dem. Föreställ dig svårigheterna med att sätta en 20 ”kanal på en B-36 propeller!
För det andra är tillverkningstoleranserna på kanalen kritiska – ju stramare den är, desto effektivare är du (till en gräns, naturligtvis) … men ju stramare det är, desto mer mottaglig är du för att dina knivar ska träffa kanalen på grund av att kanalen eller knivarna böjs. kunde göra tonhöjdskontroll (på en propeller, variabel stigning och på en rotor, cyklisk och kollektiv) svår att implementera, beroende på vilket av de scheman du vill göra. Sedan igen, för en liten implementering med RPM-kontroll .. .kanske behöver du inte dem på något sätt.
På samma sätt, medan en sidvind på en öppen rotor leder till en plötslig minskning av effekten, leder en sidvind på en kanalfläkt till ett plötsligt stigande ögonblick på grund av läppen av kanalen och det asymmetriska tillflödet till fläkten (som eftersom du nu producerar mer dragkraft till att börja med, asymmetriskt inflöde cts blir ännu mer uttalade). Om du håller fast detta på framsidan av en typisk Cessna 172, säg, och kasta en sidvind på den (som, om du tänker på start och landningar, som eftersom de måste vara i en viss riktning, att ha en sidvind faktiskt är ganska troligen) föreställ dig de gapande ögonblicken som skulle framkallas av propellern (proportionell mot den statiska dragkraften) – redan innan flygplanet kom från marken och innan du har mycket kontrollmyndighet för att motverka det! Ett liknande scenario i luften kan vara lika dramatiskt. Och, ja, du kan kasta några ledskovlar på det för att hjälpa, men ingenting kommer gratis. Styrskovlar, som är en fungerande lösning, betyder nu att du måste ha ställdon för dessa skovlar, kraft & kanske hydraulik för ställdonet / fästena, fästena för ställdonen , gångjärn för skovlarna, kopplingar från ställdonet (erna) till skovlarna, redundans för manövrering eller något sätt att underlätta kontroll i en nödsituation … det är mycket arbete. Eller däremot kan du bara bulta en fast stigning på en axel på framsidan av Cessna 172 och kallar det en dag.
I det långa loppet, och detta är en viss spekulation, tror jag att det bara leder till ett mer komplext system, särskilt i fullstora implementationer, vilket är en huvudvärk för underhåll, kostnad och tillverkning som inte är värt att ha om du kan få mycket prestanda från en vanlig öppen propeller. Om du vågar dig in i en värld av diffusörförstärkta vindkraftverk har liknande diskussioner pågått i årtionden … och en kanaliserad vindkraftverk har ännu inte lyckats i stor skala. På samma sätt, medan fläktar med fläkt har flög …
(Ryan XV-5A Vertifan, ca 1950. De kanaliserade fläktarna är under de runda kupolerna på vingarna och en annan under det slutna området på näsan för tonhöjdskontroll. Källa: http://www.aero-web.org/specs/ryan/xv-5a.htm )
… det finns inga andra icke-MAV-exempel idag som jag känner till.
Källa: https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd-05262005-170916/unrestricted/WGraf_Thesis_2005.pdf
Kommentarer
- Käll din bild som Tja. Det ' är inte klart om det kommer från examensarbetet eller någon annanstans.
- Fick det – tack!
- Edgley Optica är ett bra exempel på ett flygande civilt flygplan med kanalfläkt.
- Så vad tycker du om att bara lägga till ledskovlar utan kanalen?
- I ' jag är inte säker på att kanaliserade fläktar användes i XV-5A Vertifan. Dessa är liftfläktar drivna av gas från motorn (som inte finns på vingarna) och använder fläktens omkrets som en turbin. Kanalen är faktiskt turbinens ringformade kanal, jag vet inte ' om den också används som en fläktkanal.
Svar
En annan sak att tänka på är att kanaliserade fläktar har mycket mer än två blad. Ökande antal blad minskar propellerns / fläktens effektivitet. Den största fördelen med att öka antalet blad är att få högre tryckdensitet, dvs. att få mer tryck med samma propeller / fläktdiameter. Så vad kanaliserade fläktar verkligen gör är: fläktfläkten ger mycket tryckdensitet och kanalen försöker kompensera förlorad effektivitet. Förhoppningsvis kan den kanaliserade fläkten uppnå samma effektivitet som den 2-bladiga propellern …
Kommentarer
- För det första, välkommen till Aviation Stack Exchange @ HenriqueMoritz. När det gäller ditt svar har du definitivt en giltig punkt med din förklaring att en ökning av bladantalet i allmänhet förbättrar många effektivitetsfaktorer, men icke-ledda och kanaliserade fläktar kan likna lika antal blad. Frågan i det specifika är att ställa om de aerodynamiska effekterna av själva kanalen, som cirkulerar direkt, främst bidrar i området för tryckförlust vid spetsarna, vilket leder till problem som motverkas av kanalerna. Trycktätheten förbättras dock med framdrivning, så jag ser vad du ' säger här.
Svar
Kommentarer
- Detta svarar inte på frågan, allt du behöver göra är att uttrycka din åsikt. Referenser saknas.
- Det svarar faktiskt på frågan. Helt felaktigt och utan referens, men det är en annan fråga – som vi tyvärr ibland kan se med andra användare också.
- Från granskning: Svaret svarar på frågan, men det citerar inga referenser för påståendena. Som sådan är svaret av lite värde. I nuvarande tillstånd skulle jag inte rösta på svaret, kanske till och med överväga att nedrösta det. Men att flagga för radering på grund av längd och innehåll är enligt min mening fel verktyg att använda här.
- Och innan jag glömmer det: Välkommen till aviation.stackexchange.com.
- Det finns inga referenser för de andra inläggen som hävdar att de är överlägsna eller effektivare heller. Varför bara fråga dem om mig? Men ja, jag kan ge dem mycket. Är inte säker på hur jag ändrar mitt ursprungliga inlägg.
Lämna ett svar