От jazzist
К zero1975
Дата 24.01.2024 22:52:00
Рубрики WWII; ВВС;

Re: Спасибо, но...

>Разве винт АВ-1, о котором идёт речь - это не винт изменяемого (в полёте) шага? Я то думал, что "АВ" - это "автоматический винт"...

Иванов в своих построениях стартует с И-16 тип 10, на котором ВФШ. И на тип 17 ВФШ. А если посмотрите в его таблице 2 на тип 24, то увидите постоянные обороты, потому, что на тип 24 ВИШ.


>Или там кроме угла атаки лопастей есть и другие параметры, которые могли привести к такой вот неоптимальности у земли?

У гидравлических ВИШ (серийных других видов у нас в те времена не было) есть свои заморочки, связанные в первую очередь со скоростью перекладки лопастей, что может повлечь раскрутку винта и бо-бо мотору. Раскрутка проявляется при маневре, в основном. Остальные недостатки чисто конструктивные, типа масло их них валом валит наружу...


>Ну, и раз уж подключился специалист - позволю задать пару вопросов:

я ни в коем случае не специалист по винтам, есть особые люди, реальные профи. У меня с винтами только одна связь - я досиживаю последние месяцы в кабинете, который некогда занимал Майкапар, признанный спец по винтам, в наследство от прежних хозяев осталась какая-то часть старой литературы. Скоро (если не переменятся погоды) мы уйдём работать к прочнистам, к акселерометрам, ё-моё... Когда в этом кабинете делали косметический ремонт, то выбрасывали бумаги мешками, потому, что никто не станет разбираться секретно/не секретно, просто на уничтожение и всё, кое-что я сохранил (из того, что понял, в основном всякие старые издания, а не рукописные/машинописные материалы). Вот, получился некоторый набор литературы 30-х-начала 40-х по винтам...

https://ru.wikipedia.org/wiki/Майкапар,_Георгий_Ильич



>1. Как вообще измеряется КПД винта? Ну, то есть в теории понятно: отношение произведения тяги на скорость отн-но воздуха к произведению кр. момента на обороты. А методически как? Только в трубе с соответствующими датчиками или можно было как-то на самолёте измерить с хоть сколько-нибудь приемлемой точностью?

В трубах стандартная вещь - винтовой прибор. Грубо говоря, некоторое небольшого диаметра удлинненое тело с мотором внутри, или валом (а мотор вне трубы), на конце винт. Главные измеряемые величины: обороты, момент и тяга (продольная сила). Отсюда извлекали коэффициенты тяги, мощности и кпд. Задаваемые параметры - обороты и скорость набегающего потока, они дают важнейший параметр подобия поступь (отношение сколько винт проходит за оборот к диаметру). Все основные характеристики строят в зависимости от поступи. Тут в трубах тех лет были проблемы - большие трубы давали малую скорость, трубы со скоростью по-больше имели небольшие размеры. Моделирование получалось ограниченным, особенно по большим шагам винтов и большим скоростям. Для перехода на натуру надо было держать в экспериментах геометрическое подобие и постоянным параметр обороты*диаметр. Желательно еще, чтобы было число Маха не только законцовки, но и набегающего потока такое же, как в полете. В трубах не добирали. Это хорошо еще, что подобие по прочности тоже постоянный параметр обороты*диаметр, потому, что подобие по числу Рейнольдса не получалось, там надо обороты*(диаметр в квадрате). Но на это обоснованно забивали. Нагрузки на лопасть и вибрации приличные и это гораздо важнее. Короче, до появления Т-104 у нас были проблемы с экспериментами по большим окружным скоростям. В Т-104 появилась возможность запихнуть всю ВМГ, а в Т-101 весь самолет. Ну, про всевозможные поправки в виде учета влияния границ потока итд итп я не буду тут...

В полете пытались к конца 20-х. Там нужна динамометрическая втулка для измерений тяги и момента, обороты тахометром, скорость стандартными методами. Всё писали на кинопленку или самописец, потом нужно расшифровывали. Втулки, как понимаю, уже в 30-х пробовали. Если втулки нет, то испытывали на известных самолетах (поляра должна была быть известна), нужное вычисляли по записанным параметрам полета. Погрешности выходили немалые. Что со втулками, что без расхождения с трубами часто получались довольно большие, но повторяемость самих данных вроде неплохая. Тягу в полете еще измеряли, устанавливая гребенку давлений за винтом... короче, все гитики я тут не смогу описать )))))

При проектировании пользовались трубными данными, им вверили больше - строились винтовые характеристики, т.е. сетки коэффициента мощности и кпд в осях поступь и (например) угол установки лопасти. По этим сеткам для нужного режима полета брали кпд и прочее. Эта сетка вместе с полярой модели и коэффициентами для учета взаимного влияния винта и самолета (всё определялось в трубах на моделях) основной исходный материал для начала того, что называлось аэродинамический расчет самолета. Т.е. если какие-то недоборы, плохие кпд и прочее в испытаниях - то надо либо сковородкой лупить Главного конструктора (не могли такие вещи идти мимо него), либо разбираться что не понимаем...

Правильность подбора ВФШ проверялась по результатам, подобным таблице 2 у Иванова. Т.е. мотор на границе высотности на режиме макс. скорости должен был давать обороты номинала/максимала при соотв. наддуве. Не получалось этого - начинали кумекать с винтом. И И-16/И-15 ВФШ с переставными на земле лопастями, вот их и крутили. Деревянные винты меняли совсем.

Что касается прозвучавшего тут в ветке якобы непонимания работы винта при больших скоростях, когда законцовка звуковая или даже сверхзвуковая - понимали прекрасно. Пока не было возможности проверить в эксперименте самим - использовали поправочный метод, на основе зарубежных работ, но пересчитывали под свои лопасти. Эти рекомендации были и в Руководстве для конструктора, и в отдельных работах. Минимум с 1936 г они были официальные, до этого постоянно проблема упоминалась в винтовых статьях. Вообще, у нас не боялись выходить на М=1 на законцовке, потери кпд учитывали поправками. Это давало возможность увеличивать диаметр винтов. А редуктора у нас, как я понял, трогать просто так не хотели. Винты с М около 1 на режиме Vmax это все винты 3 м диаметра для М-105П (т.е. все ЛаГГ и Як). Ничего особо страшного в этом нет, у Мустанга винт с М=0,9... забыл, емнип выше 0,95 на номинале, и М=1,05 у него на военном чрезвычайном режиме работы мотора. Общая тенденция для поршневых самолетов. Подбирали профили лопастей, чтобы кризис наступал позже, Мах единичку старались не превышать. Но от библиотеки Майкапара осталось мало изданий конца 30-х-начала 40-х, там эвакуация же была, у него может и не было их вовсе. Поэтому тут я не очень хорошо ориентируюсь, года до 1939-го гораздо лучше.

>2. Для испытаний автотракторных двигателей и машин в целом строят испытательные боксы, в которых имитируются не только скорость потока, температура и влажность, но и разрежение, характерное для работы на разных высотах (в горах например). И боксы эти представляют собой серьёзные железо-бетонные сооружения, несмотря на смешные в сравнении с авиацией перепады давлений. А в аэродинамических трубах, предназначенных для испытаний винтов - воспроизводят плотность воздуха, характерную для разных высот?

ну, я про подобие в испытаниях немного раньше сказал. В испытаниях стараются поддержать подобие по Махам, относительной поступи, по прочности. По Рейнольдсам получается плохо, в подобие по явлениям аэроупругости я не вник пока (там могут всякие непривычные вещи быть). Абсолютные величины особой роли не играют, безразмерные параметры наше всё.

ша-ба-да-ба-да фиА...
От zero1975
К jazzist (24.01.2024 22:52:00)
Дата 25.01.2024 05:17:35

Спасибо за разъяснения!

>В полете пытались к конца 20-х. Там нужна динамометрическая втулка для измерений тяги и момента,

Блин, инструментированную втулку я себе представить не мог. Если честно, то и сейчас не представляю - это же либо проходной токосъёмник нужен с соответствующим удлинением вала, либо проводка назад... хотя какой назад - там же нагнетатель.

Я то решил, что измеряли кр. момент и тягу на мотораме - и вопрос у меня был "шкурный", т.к. сейчас похожая задача стоит, с замерами нагрузок на конструкцию, закреплённую сразу в нескольких точках. Подумал, а вдруг... но нет, чудес не бывает :-)

А про плотность воздуха и температуру при испытаниях я как-то в Рыбинске интересовался у тамошних специалистов - про создание соответствующих условий при ресурсных испытаниях. Так там по остроте реакции было ясно, что наступил на больную мозоль :-)

В общем, спасибо за обзор. Для меня ведь вся тема аэродинамики - сплошное белое пятно - ни фига не понятно, но очень интересно.
От jazzist
К zero1975 (25.01.2024 05:17:35)
Дата 25.01.2024 13:04:05

Re: Спасибо за...

>А про плотность воздуха и температуру при испытаниях я как-то в Рыбинске интересовался у тамошних специалистов - про создание соответствующих условий при ресурсных испытаниях. Так там по остроте реакции было ясно, что наступил на больную мозоль :-)

Не, ну это уже другая задача. Это не винты, это под весь двигатель. Под двигатели такая база есть, в ЦИАМе. Рыбинцы морщатся потому, что деньги у всех теперь раздельные.

ша-ба-да-ба-да фиА...
От zero1975
К jazzist (25.01.2024 13:04:05)
Дата 25.01.2024 13:23:09

Re: Спасибо за...

>Не, ну это уже другая задача. Это не винты, это под весь двигатель. Под двигатели такая база есть, в ЦИАМе. Рыбинцы морщатся потому, что деньги у всех теперь раздельные.

О, нашёл:
https://ciam.ru/experimental-bases/altitude-and-speed-and-environmental-testing-of-the-wfd/
Спасибо.