От eng. Alex
К МиГ-31
Дата 16.07.2018 22:16:34
Рубрики ВВС;

Re: А зачем...

>>Привод -- преобразователь частоты для управления электродвигателем. Если электродвигатель с винтом соеденин без редуктора, то КПД редуктора = 1.
>ну тогда КПД привода против КПД механизма изменения шага, который есть у Оспрея.

Электропривод может регулировать только обороты вала электродвигателя, а для изменения шага винта придется использовать какой-нибудь механизм.
От МиГ-31
К eng. Alex (16.07.2018 22:16:34)
Дата 16.07.2018 22:22:27

Re: А зачем...

>>>Привод -- преобразователь частоты для управления электродвигателем. Если электродвигатель с винтом соеденин без редуктора, то КПД редуктора = 1.
>>ну тогда КПД привода против КПД механизма изменения шага, который есть у Оспрея.
>
>Электропривод может регулировать только обороты вала электродвигателя, а для изменения шага винта придется использовать какой-нибудь механизм.
При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора. Конечно не повредит при широком диапазоне скоростей полета, но можно и обойтись, а вот при турбине с редуктором - не обойдешься, приемистость ТВД не позволит рулить только оборотами.
С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От Александр Буйлов
К МиГ-31 (16.07.2018 22:22:27)
Дата 16.07.2018 23:19:02

Ну как сказать...

>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора.
КПД винтов постоянного и изменяемого шага сравним только в узком диапазоне углов атаки лопасти. В остальных случаях КПД винта постоянного шага сильно ниже. Винты постоянного шага всегда имеют некую максимальную скорость, выше которой их тяга стремится к нулю. При том что на околонулевых скоростях они тоже тянут намного хуже.
Имею опыт эксплуатации двух одинаковых самолётов, один с ВИШ, другой с постоянным шагом. Небо и земля, хотя на крейсерской скорости почти одно и то же.
От john1973
К Александр Буйлов (16.07.2018 23:19:02)
Дата 16.07.2018 23:28:32

Re: Ну как

>>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора.
>КПД винтов постоянного и изменяемого шага сравним только в узком диапазоне углов атаки лопасти. В остальных случаях КПД винта постоянного шага сильно ниже. Винты постоянного шага всегда имеют некую максимальную скорость, выше которой их тяга стремится к нулю. При том что на околонулевых скоростях они тоже тянут намного хуже.
>Имею опыт эксплуатации двух одинаковых самолётов, один с ВИШ, другой с постоянным шагом. Небо и земля, хотя на крейсерской скорости почти одно и то же.
Но двигатель тоже ведь крутится на одних оборотах (2000-3000 об/мин)?! А мощность регулируется смесью и наддувом?
От Александр Буйлов
К john1973 (16.07.2018 23:28:32)
Дата 16.07.2018 23:48:02

А как?

>Но двигатель тоже ведь крутится на одних оборотах (2000-3000 об/мин)?! А мощность регулируется смесью и наддувом?
Мощность то регулировалась наддувом на одном, и оборотами с наддувом на другом. Двигатель, само собой, работал на разных оборотах. Обороты зависели одновременно от наддува и от скорости.
От МиГ-31
К john1973 (16.07.2018 23:28:32)
Дата 16.07.2018 23:31:21

Re: Ну как

>>>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора.
>>КПД винтов постоянного и изменяемого шага сравним только в узком диапазоне углов атаки лопасти. В остальных случаях КПД винта постоянного шага сильно ниже. Винты постоянного шага всегда имеют некую максимальную скорость, выше которой их тяга стремится к нулю. При том что на околонулевых скоростях они тоже тянут намного хуже.
>>Имею опыт эксплуатации двух одинаковых самолётов, один с ВИШ, другой с постоянным шагом. Небо и земля, хотя на крейсерской скорости почти одно и то же.
>Но двигатель тоже ведь крутится на одних оборотах (2000-3000 об/мин)?! А мощность регулируется смесью и наддувом?
 Подозреваю, что речь идет о 5000-6000 :)
С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От john1973
К МиГ-31 (16.07.2018 23:31:21)
Дата 16.07.2018 23:49:24

Re: Ну как

> Подозреваю, что речь идет о 5000-6000 :)
Тем более если это керосиновый дизель, там мощность полностью на смеси
От Александр Буйлов
К john1973 (16.07.2018 23:49:24)
Дата 16.07.2018 23:56:38

Re: Ну как

>> Подозреваю, что речь идет о 5000-6000 :)
>Тем более если это керосиновый дизель, там мощность полностью на смеси
Не, это был бензин. Обороты двигателя да, максимальные 5800. Обороты винта около 3000, точно уже не помню.
Мне трудно представить себе турбовинтовой самолёт с винтом постоянного шага)))
От bedal
К Александр Буйлов (16.07.2018 23:56:38)
Дата 18.07.2018 12:41:26

а зачем турбовинтовой, если речь об электрическом?

электромотору менять скорость вращения значительно проще, чем другим движкам. А переменная скорость вращения заметно расширяет диапазон эффективности ВФШ. Не решает проблему, конечно, но - всё же.
От Александр Буйлов
К bedal (18.07.2018 12:41:26)
Дата 18.07.2018 17:14:23

Я речь о другом вёл.

>электромотору менять скорость вращения значительно проще, чем другим движкам. А переменная скорость вращения заметно расширяет диапазон эффективности ВФШ. Не решает проблему, конечно, но - всё же.
А именно о личном сравнении винта постоянного шага (не фиксированного, потому что строго говоря ВФШ это немного другое) и ВИШ с ВИШ автоматом. Конкретно в том случае проблем с изменением оборотов не было никаких - двигатель был поршневой, с вполне приличной приёмистостью. У винта постоянного шага вообще нет других способов регулировать тягу, кроме как оборотами. И проблемы винта вылезали во всей красе. Я даже больше скажу, ВИШ без ВИШ-автомата по сути ближе к ВФШ (немного и с таким пообщался, с ручным управлением именно шагом а не настройками ВИШ автомата). В оптимальном режиме работает только на установившихся режимах.
Изменяя обороты винта постоянного шага можно просто регулировать его тягу, а не эффективность. При этом эффективность винта будет гулять в очень широких пределах, большей частью далеко от оптимальной. Потери мощности будут довольно большие, а аккумуляторы пока что не резиновые.
От bedal
К Александр Буйлов (18.07.2018 17:14:23)
Дата 19.07.2018 06:30:03

действительно несколько не туда

Ну, какое там изменение скорости вращения у ДВС? Процентов 20 в пределе, да? Иначе мощность тю-тю.
Диапазон возможных оборотов с электромотором шире в разы. Двигатель постоянной мощности, понимаете ли.
И ширина диапазона эффективности винта с постоянным шагом тоже меняется в разы (хотя и в меньшей степени).
Вовсе не утверждаю, что эффект настолько велик, что про ВИШи можно забывать :-) Но он есть, заметный.
От Александр Буйлов
К bedal (19.07.2018 06:30:03)
Дата 19.07.2018 09:46:42

Вроде понял, что вы имеете ввиду.

>Ну, какое там изменение скорости вращения у ДВС? Процентов 20 в пределе, да? Иначе мощность тю-тю.
У ДВС мощность в принципе зависит от оборотов. В грубом приближении - линейно, при одном и том же давлении наддува. Рабочий диапазон авиадвигателей - как правило примерно от 60% до 100%, не считая МГ. Мощности, понятно, разные. Так что тут не очень понятно о чём вы.
>Диапазон возможных оборотов с электромотором шире в разы. Двигатель постоянной мощности, понимаете ли.
Тут кажется понятно - вы имеете ввиду, что можно взять винт оптимизированный для малых скоростей (с меньшим шагом), и обеспечивать тягу на нем увеличением оборотов в разы, пропорционально уменьшению шага, для больших скоростей?
>И ширина диапазона эффективности винта с постоянным шагом тоже меняется в разы (хотя и в меньшей степени).
>Вовсе не утверждаю, что эффект настолько велик, что про ВИШи можно забывать :-) Но он есть, заметный.
Не знаю. Какой то эффект будет. КМК проблема в том, что для больших винтов мы быстро упрёмся в скорость законцовок, а для малых - в резком увеличении потерь на переток воздуха и концевые вихри. Вплоть до того, что винт сам себе мешать будет - вспомним однолопастные винты для скоростных моделей. А в толпе рассинхронизированых винтов винтов они ещё и друг другу мешать начнут.
Плюс для толпы мелки винтов постоянного шага вряд ли возможна эффективная работа в режиме косой обдувки.
Вообще считать надо, но у меня квалификации не хватает)))
От bedal
К Александр Буйлов (19.07.2018 09:46:42)
Дата 19.07.2018 10:18:28

Да, речь об этом.

Про ДВС: меняя обороты от 60 до 100% получим аналогичное изменение мощности, а самолёту/вертолёту это ну никак не надо. Потому меняют угол атаки шагом винта.

У электромотора мощность мало зависит от оборотов, и можно менять угол атаки скоростью вращения.

Здесь другой подход к проектированию и расчётам, сначала нужно головой к новой концепции привыкнуть, без этого расчёт покажет только ужасы :-)

Конечно, устраняя одни проблемы, получаем другие - и нужно менять всё: размещение, число и площадь винтов, аэродинамические схемы...
От Anvar
К bedal (19.07.2018 10:18:28)
Дата 19.07.2018 11:38:16

Маленькая поправочка

>У электромотора мощность мало зависит от оборотов, и можно менять угол атаки скоростью вращения.
Мощность прямо пропорциональна оборотам, это момент не так зависит как на ДВС
От john1973
К Anvar (19.07.2018 11:38:16)
Дата 19.07.2018 17:20:36

Re: Маленькая поправочка

>>У электромотора мощность мало зависит от оборотов, и можно менять угол атаки скоростью вращения.
>Мощность прямо пропорциональна оборотам, это момент не так зависит как на ДВС
Окститесь, это зависит от конструкции электродвигателя (прежде всего от способа возбуждения)). Шаговые моторы вообще выдают всю мощность на каждом шагу))
От Anvar
К john1973 (19.07.2018 17:20:36)
Дата 19.07.2018 17:40:19

Re: Маленькая поправочка

>Окститесь, это зависит от конструкции электродвигателя (прежде всего от способа возбуждения)). Шаговые моторы вообще выдают всю мощность на каждом шагу))
Мощность на валу это М*W она переменная для шагового двигателя и тоже почти пропорциональна скорости вращения
Потребляемая электрическая мощность U*I. Она да, для ШД постоянная

Но мы ведь говорим механической мощности выдаваемой двигателем, а не о том как он греет окружающую среду?
От john1973
К Anvar (19.07.2018 17:40:19)
Дата 19.07.2018 19:57:59

Re: Маленькая поправочка

>>Окститесь, это зависит от конструкции электродвигателя (прежде всего от способа возбуждения)). Шаговые моторы вообще выдают всю мощность на каждом шагу))
>Мощность на валу это М*W она переменная для шагового двигателя и тоже почти пропорциональна скорости вращения
Речь немного о другом, о работе на краю внешней характеристики (режим максимальной мощности), эта нисходящая ветка есть у любого электромотора. Работа на режиме постоянного момента (от нуля скорости для синхронника и обычно до 0.9-0,95Nном) конечно хороша и нужна, но для воздушного винта наверное малоприменима (хотя в ветке специалисты есть, поправят))
От Anvar
К john1973 (19.07.2018 19:57:59)
Дата 19.07.2018 20:37:10

ВЫ простите тоже гуманитарий?


Я сотни раз снимал характеристики электродвигателей почти всех типов, но первый раз сталкиваюсь с терминами типа " Работа на режиме постоянного момента (от нуля скорости для синхронника и обычно до 0.9-0,95Nном)"
Электродвигатели предназначенные для выработки механической мощности с нормальным КПД проектируются с существенным запасом по скорости и ограничение как правило определяется прочностью механических узлов, как кстати и у ДВС.
От john1973
К john1973 (19.07.2018 19:57:59)
Дата 19.07.2018 20:02:18

Re: Маленькая поправочка

>>>Окститесь, это зависит от конструкции электродвигателя (прежде всего от способа возбуждения)). Шаговые моторы вообще выдают всю мощность на каждом шагу))
>>Мощность на валу это М*W она переменная для шагового двигателя и тоже почти пропорциональна скорости вращения
>Речь немного о другом, о работе на краю внешней характеристики (режим максимальной мощности), эта нисходящая ветка есть у любого электромотора. Работа на режиме постоянного момента (от нуля скорости для синхронника и обычно до 0.9-0,95Nном) конечно хороша и нужна, но для воздушного винта наверное малоприменима (хотя в ветке специалисты есть, поправят))
Вообще вращающиеся электромашины настолько гибкие в расчете и конструктиве, что сделать линейно падающую характеристику момента от скорости не составляет труда
От bedal
К Anvar (19.07.2018 11:38:16)
Дата 19.07.2018 12:35:27

Совсем не так. Электромотор - именно двигатель постоянной мощности

он выдаёт больший момент на низких оборотах и меньший на высоких, а мощность остаётся постоянной. Конечно, не строго постоянной, есть свои ограничения.
А как раз ДВС - двигатель постоянного момента. Тоже не строго постоянного, но в результате мощность у него совсем не постоянная, меняется в очень большом диапазоне как раз за счёт умножения "постоянного" момента на обороты.
От Anvar
К bedal (19.07.2018 12:35:27)
Дата 19.07.2018 14:49:32

Вы все таки почитайте теорию

>он выдаёт больший момент на низких оборотах и меньший на высоких, а мощность остаётся постоянной. Конечно, не строго постоянной, есть свои ограничения.
Ограничением момента в электродвигателях является допустимый ток и индукция насыщения магнитной системы. Это величина постоянная во всем диапазоне оборотов.
Ограничением тока по скорости может является коммутация на коллекторном узле коллекторных двигателей на высоких скоростях , но это также предельный режим.
Мощность равна произведению момента на угловую скорость, т.е. она практически пропорциональна скорости.

>А как раз ДВС - двигатель постоянного момента. Тоже не строго постоянного, но в результате мощность у него совсем не постоянная, меняется в очень большом диапазоне как раз за счёт умножения >"постоянного" момента на обороты.
У ДВС характеристика момента имеет форму колокола, а мощность М*w также имеет форму колокола только максимум смещен в сторону больших оборотов.
От Александр Буйлов
К Anvar (19.07.2018 14:49:32)
Дата 19.07.2018 18:15:01

Если мы говорим о авиационных двигателях

>У ДВС ...мощность М*w также имеет форму колокола только максимум смещен в сторону больших оборотов.
 То нифига не так (а мы же вроде про авиацию?). Это справедливо для автомобильного двигателя, оптимизированного для работы на оборотах значительно меньше максимальных. Там на больших оборотах происходит спад мощности частично из за потерь, но в основном из за ухудшения наполняемости цилиндров. У авиационных двигателей таких проблем нет - их разрабатывают именно для работы на максимальных оборотах и несколько ниже. Зависимость мощности от оборотов у них хоть и не линейная, но близка. Максимальные обороты ограничены в основном температурным режимом и резким увеличением износа. Те авиационный двигатель может работать и на бОльших оборотах, чем 100%, и мощность у него будет выше. Но кончится быстро. Иногда эту опцию используют, называя "чрезвычайным режимом". Двигатель после сеанса работы в таком режиме в лучшем случае идёт в капиталку, а то и просто на свалку.
Ни разу не слышал про самолёт с ДВС, у которого бы мощность двигателя, например, на 95% была выше чем на 100%.
От Anvar
К Александр Буйлов (19.07.2018 18:15:01)
Дата 19.07.2018 18:35:35

Re: Если мы...

>>У ДВС ...мощность М*w также имеет форму колокола только максимум смещен в сторону больших оборотов.
> То нифига не так (а мы же вроде про авиацию?). Это справедливо для автомобильного двигателя, оптимизированного для работы на оборотах значительно меньше максимальных. Там на больших оборотах происходит спад мощности частично из за потерь, но в основном из за ухудшения наполняемости цилиндров. У авиационных двигателей таких проблем нет - их разрабатывают именно для работы на максимальных оборотах и несколько ниже. Зависимость мощности от оборотов у них хоть и не линейная, но близка. Максимальные обороты ограничены в основном температурным режимом и резким увеличением износа. Те авиационный двигатель может работать и на бОльших оборотах, чем 100%, и мощность у него будет выше. Но кончится быстро. Иногда эту опцию используют, называя "чрезвычайным режимом". Двигатель после сеанса работы в таком режиме в лучшем случае идёт в капиталку, а то и просто на свалку.
>Ни разу не слышал про самолёт с ДВС, у которого бы мощность двигателя, например, на 95% была выше чем на 100%.

Для современных ДВС автомобильных это тоже справедливо. Производители ставят ограничитель оборотов еще до до достижения максимума мощности, ближе к максимуму момента. Так как дальше идет большой перерасход топлива Причем уроды еще используют маркетинговый ход - выпускают двигатель на максимуме мощности, типа абсолютно один и тот же двигатель на мощность 90 и 110, просто сдвигая ограничитель. Но этой мощностью практически невозможно воспользоваться

От bedal
К Anvar (19.07.2018 14:49:32)
Дата 19.07.2018 17:02:00

Да всё в порядке с теорией. Есть ограничения, безусловно

Но принципиально, как раз теоретически, электродвигатель именно двигатель постоянной мощности. Ограничение максимума момента существует, безусловно. При использовании постоянных магнитов - ограничено ими, и в любом случае ограничено технически перегревом и прочими неприятностями от почти нулевого сопротивления. Я намеренно утрирую, да.

Это никак не меняет теоретического определения "двигатель постоянной мощности". Именно мощность задаётся конструкцией двигателя (и его блока питания), а момент - сиюминутное значение, определяемое делением мощности на обороты.

Ровно так же момент в ДВС колеблется, так как меняется давление в цилиндре при ходе поршня, есть ограничения из-за проблем вентиляции цилиндра, прорыва газов через кольца и т.п. Это не меняет того, что ДВС - двигатель постоянного момента. Именно момент задаётся его конструкцией, а мощность - сиюминутное значение, определяемое скоростью вращения вала.
От Anvar
К bedal (19.07.2018 17:02:00)
Дата 19.07.2018 17:36:13

Уточнить, Вы гуманитарий? Чтоб дальше не флудить (-)
От bedal
К Anvar (19.07.2018 17:36:13)
Дата 19.07.2018 21:35:46

Мне-то кажется, что гуманитарий - Вы, потому так, на спичках, и объясняю

Ибо, если Вы технарь - то должны бы знать, что такое двигатель постоянной мощности, и что такое постоянного момента. И что при этом понимается под словом "постоянный".
От bedal
К bedal (19.07.2018 12:35:27)
Дата 19.07.2018 12:38:53

дополню: почему так

потому, что мощность электродвигателя - это мощность протекающего тока. Обороты могут быть самые разные, и момент будет соответственно разным.

А для ДВС постоянной, опорной, величиной является давление в цилиндре. Его умножением на площадь поршня получаем силу, из силы - момент. Постоянный.
А мощность получается умножением момента на обороты, и потому сильно меняется.
От МиГ-31
К Александр Буйлов (18.07.2018 17:14:23)
Дата 18.07.2018 17:18:13

Re: Я речь...


>Изменяя обороты винта постоянного шага можно просто регулировать его тягу, а не эффективность. При этом эффективность винта будет гулять в очень широких пределах, большей частью далеко от оптимальной. Потери мощности будут довольно большие, а аккумуляторы пока что не резиновые.
Вот поэтому, пока не появятся резиновые аккумуляторы, мне кажется привлекательной идея с дизель-генератором турбогенератором.
С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От john1973
К МиГ-31 (16.07.2018 22:22:27)
Дата 16.07.2018 22:42:14

Re: А зачем...

>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электромотора
Управление не только по оборотам, но и по моменту на валу)) реализуется на раз))
От eng. Alex
К МиГ-31 (16.07.2018 22:22:27)
Дата 16.07.2018 22:28:41

Re: А зачем...

>>Электропривод может регулировать только обороты вала электродвигателя, а для изменения шага винта придется использовать какой-нибудь механизм.
>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора. Конечно не повредит при широком диапазоне скоростей полета, но можно и обойтись, а вот при турбине с редуктором - не обойдешься, приемистость ТВД не позволит рулить только оборотами.

Механическая характеристика, например, ассинхронного электродвигателя не дает возможности хорошо управлять на высоких оборотах, т.е. момент падает. Поэтому придется либо ВИШ, либо завышение габарита электродвигателя (рост массы).
От john1973
К eng. Alex (16.07.2018 22:28:41)
Дата 16.07.2018 22:46:59

Re: А зачем...

>Механическая характеристика, например, ассинхронного электродвигателя не дает возможности хорошо управлять на высоких оборотах, т.е. момент падает. Поэтому придется либо ВИШ, либо завышение габарита электродвигателя (рост массы).
Лучше синхронные электромоторы с гибкими характеристиками, например как современные станочные. На том же Симодрайве 20 лет назад делали чудеса (то двумя пальцами остановишь, то рвет титановый кругляк в руку), а современные серии оного - фантастика, небывальщина
От eng. Alex
К john1973 (16.07.2018 22:46:59)
Дата 16.07.2018 23:25:40

Re: А зачем...

>Лучше синхронные электромоторы с гибкими характеристиками, например как современные станочные. На том же Симодрайве 20 лет назад делали чудеса (то двумя пальцами остановишь, то рвет титановый кругляк в руку), а современные серии оного - фантастика, небывальщина

Конечно управлять сейчас очень удобно, но речь идет об оптимизации (например, по массе), когда управлять уже трудно, но масса остается небольшой.
От МиГ-31
К eng. Alex (16.07.2018 22:28:41)
Дата 16.07.2018 22:40:31

Re: А зачем...

>>>Электропривод может регулировать только обороты вала электродвигателя, а для изменения шага винта придется использовать какой-нибудь механизм.
>>При отсутствии проблем быстро и безболезнено управлять оборотами, ВИШ вообще не нужен для электомотора. Конечно не повредит при широком диапазоне скоростей полета, но можно и обойтись, а вот при турбине с редуктором - не обойдешься, приемистость ТВД не позволит рулить только оборотами.
>
>Механическая характеристика, например, ассинхронного электродвигателя не дает возможности хорошо управлять на высоких оборотах, т.е. момент падает. Поэтому придется либо ВИШ, либо завышение габарита электродвигателя (рост массы).
 У Оспрея - 415 RPM на взлете и 333 RPM в крейсерском полете. Не такие уж и гигантские скорости. это примерно та зона, когда момент еще растет с увеличением оборотов.

С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От eng. Alex
К МиГ-31 (16.07.2018 22:40:31)
Дата 16.07.2018 22:44:05

Re: А зачем...

> У Оспрея - 415 RPM на взлете и 333 RPM в крейсерском полете. Не такие уж и гигантские скорости. это примерно та зона, когда момент еще растет с увеличением оборотов.

Это зависит от конструкции электродвигателя (например, количества полюсов) и номинальной мощности. Можно же сделать разные двигатели под требуемый закон упраления. Дело в оптимизации массы и прочих параметров.