Как правильно расчитать осевой компрессор для двигателя самолёта?
Тема: Как правильно расчитать осевой компрессор для двигателя самолёта?
Олег Вы помните вопрос темы? Не работает компрессор, нет двигателя, нет тяги, нет самолёта. Я утверждаю, что крутка лопаток всех ступеней осевого компрессора приводит к помпажным явлениям, а это можно увидеть и понять, если рассматривать процесс сжатия газа его ступенями. Но об этом процессе не сказано ни в одном учебнике. Обычно пишут, что газ входит в компрессор и выходит сжатым. О чём ещё могут сказать? Лопатки вращаются, имеют переменную скорость, припутать сюда треугольники скоростей и припудрить мозги подъёмной силой крыла. Но лопатки компрессора не должны летать их обязанность сжимать газ, а как они это делают, никто не говорит. Эти вопросы я задавал в ЦАГИ, ЦИАМИ, МАИ, МЭИ, МВТУ, академии Жуковского и, когда увидел и услышал, то понял, что они не имеют представления о работе лопаточных компрессоров. Тогда стал разбираться сам, но у меня мало информации, а в этих заведениях мне её не дают. Вот и пытаюсь Вас ввязать в этот интересный поиск.
Так в чём проблема-то? То ли вы не с теми людьми общались, то ли просто не поняли сами. что они вам ответили. Что, разве трудно разыскать учебник по гидро-аэродинамике? А уж дальше - извините, копайте сами - пристраивайте сами - уравнениие Фика или Пуассано, ур-е диффузии ли вам подойдёт? И с какими краевыми условиями? Это зависит от аэро-динамических критериев, которые вы зададите. В токой задаче можно получить всё что угодно... что других-то обвинять - кто может решит сам,а остальным - лучше не браться...
Серей и Вы не правы. Никакая гидро-аэродинамика, уравнения Фика и Пуассона или диффузии, а тем более аэродинамические критерии для расчёта лопаточных компрессоров не подходят. (А какие красивые названия!). Иначе все знали бы, как бороться с помпажными явлениями и самолёты на взлёте не падали или в подобных случаях при отказе двигателей. Акула должна двигаться! Обратите внимание на моё первое письмо, там сказано, что осевые компрессоры сжимают газ в сверхвысоком вакууме при давления ниже 10(-10 степени) мм. рт. ст., где никакой подъёмной силы их лопаток не существует. Но они сжимают газ до 10(-2 степени) мм. рт. ст., т.е. на 8 порядков!
Пример с акулой мне понравился. Предлагаю, где можно, использовать и др. иллюстрации к сказанному. Вот эта жуткая безвоздушность - сверхвысокий вакуум: 10(-10 степени) мм. рт. ст. где достигается? Если взять барическую ступень в 11 м на 1 мм рт.ст., то нулевое давление должно быть уже на высоте примерно 8400 м. Понятно, что такая ступень не может быть применена бесконечно, но на указанной высоте давление упало всего лишь в 760 раз! А у Вас речь идет о 10 миллиардах! Насколько я знаю, в космосе на ТРД не летают.
Если, теоретически, "ничего в минус 10" степени можно ужать до "ничего в минус 2", то на практике физические свойства этого "ничего" изменятся настолько, что его взаимодействие с телом, присутствующим в потоке "ничего" будет значительно отличаться от взаимодействия с телом самого исследователя (его мозгом), находящимся вне такого потока.
И вообще, осево-компрессорные авиадвигатели, если приглядеться, работают не в вакууме, поэтому "подъёмная сила" их лопаток существует, ибо разница давлений создается, а значит на этом этапе возникает какая-то тяга. Двухконтурные двигатели, среди которых турбовентиляторные явно используют эту самую подъемную силу/тягу вкупе с эффектом Коанда. Но не будем зацикливаться на "подъемной силе" - она возникает (если возникает) перед лопаткой, а у Вас соображения возникли насчет того, что происходит после нее.
И здесь вопрос вот в чем: хотите ли Вы показать суть своего видения, рискуя потерять на него авторское право, или хотите его окончательно сформировать (не заботясь о его будущей патентопригодности) в рамках открытой дискуссии. Пока что создается ощущение того, что "промывание пузырей" несколько откладывается. Суть заблуждений имеющихся методик остается "за кадром". Вам дается шанс объяснить свою идею на уровне дилетантов, чтобы ею заинтересовались специалисты. Некоторым специалистам со стажем свойственно копаться на своем огороде, все реже поднимая голову - а что там за забором делается? Они начинают выполнять функцию не только тормоза, но и при этом фильтра. Чтобы все возрастающий турбулентный вихрь идей не вызвал резонансной разрушающей тряски в соответствующей отрасли знаний. Ну так что же происходит между этими событиями: газ входит в компрессор и выходит сжатым?
Понятно, что лопатки компрессора не должны летать (особенно, в смысле разлетаться) их обязанность сжимать газ. Но никуда не деться от того факта, что движутся они в воздушной среде, а значит, что этим воздухом обтекаются, а там, где такое происходит, начинают действовать законы аэродинамики, хотим мы этого или нет.
С учетом некоторых факторов, о которых известно Вам, но неизвестно, похоже, никому, эти процессы претерпевают изменения, неучет которых при конструировании компрессора приводит к случаям, проявление которых можно было бы избежать. Однако, на сегодняшний день считается, что эти негативные проявления в работе компрессора не являются следствием непонимания процессов его работы, а укладыватся в некую статистику отказов, вызванных исключительно выходом за параметры установленных ограничений.
Отсюда постановка задач:
- в состоянии ли предлагаемая идея существенно повлиять на статистику отказов (читайте, их финансовые последствия, конкурентноспособность производителя),
- требует ли она серьезной н/т базы для продолжения/окончания исследований (кто будет финансировать),
- способна ли быть учтенной на сегодняшнем этапе в существующих разработках, под которые уже сделано или выделено финансирование (задержка или остановка существующих проектов дело при капитализме нешуточное),
- какова относительная себестоимость продукции, выпускаемой по новой идее.
Хотите не только высказать идею, но и увидеть ее воплощение, учитывайте эти детали процесса тоже.
Олег Вы на тушках всё время летали в вакууме и уже можете определить давление всасывания осевого компрессора на высоте 10-11 км, плюс добавка от скорости самолёта. Ваш потолок определяется грузоподъёмностью крыльев, скорости, давлением на потолке и количеством кислорода на нём (может и ещё чем-нибудь). Если дополнительно подавать кислород в камеру сгорания акула прибавит скорости и наверняка поднимется выше. Где любимая аэродинамика для компрессора?
Олег Вы, видимо, скоро освободитесь не только от своих пузырей, но и поможете мне освободиться от остатка моих. Поясните, в поршневом компрессоре (в велосипедном насосе) какие законы аэродинамики действуют и действуют ли? Тогда будем лучше понимать работу любых компрессоров и, чем физические процессы сжатия газа в них отличаются.
Извините, что не отвечаю на все вопросы, иначе пришлось бы писать день и ночь. Если будет интересно, то всё впереди.
Олег Вы не правы. Каждый мой ответ нарушает спокойствие пузырей в головах тех, кто будет читать переписку на форуме и может быть начнёт думать кто из нас прав. Я попытаюсь короткими репликами ответить на какие-то Ваши вопросы.
“Эта жуткая безвоздушность” находится в космосе, в нашей солнечной системе, создаётся на земле осевыми компрессорами и др. устройствами для многих технологических процессов.
“В космосе на ТРД” можно летать в виде ракеты, если всё время кормить акулу кислородом с керосином и без любимой аэродинамики. А если ещё и собирать газы в космосе другим осевым компрессором….
В соответствии с теорией Жуковского циркуляция газа вокруг крыла, а не “над ним” и является виновницей подъёмной силы крыльев, лопаток …А так ли это?
Об авторском праве не забочусь, иначе не стал бы возникать на форуме. Пользуйтесь, если додумаетесь, только расскажите мне о результатах, может быть смогу ещё в чём-нибудь помочь.
О заинтересованности “специалистов” я писал и даже в лицо им говорил, что они шарлатаны, но у нас при социализме никого ничего не интересовало, т. к. всё равно не будет прибавки к зарплате, (…сумасшедших, буйных мало…).
Лопатки компрессора не должны спокойно обтекаться воздухом, а должны его комкать, рвать, тискать, …. но обязательно сжимать – это их задача.
Олег, если говорите, что где-то начинают действовать какие-то законы аэродинамики, то постарайтесь назвать их и почему именно они действуют, хотя бы приблизительно.
Вы пишете … “на сегодняшний день считается, что эти негативные проявления в работе компрессора не являются следствием непонимания процессов его работы”…, но, если бы понимали и знали, как сжимается газ в лопаточном компрессоре, то этих негативных явлений не было бы. Не надо было бы подсчитывать статистику отказов, а подумали бы, от чего они происходят.
Очень эмоционально, но неинформативно.
Я - дилетант в двигателях, чуть в меньшей степени дилетант в аэродинамике.
И об этом предупреждал. Оперирую теми знаниями, которыми меня снабжали во время учебы.
Судя по Вашим словам, неправильными. Все может быть! Но и правильных я еше не прочитал.
Выражение: комкать, рвать, тискать, …. но обязательно сжимать - ясности в новизну понимания процесса не вносит.
Не будем ставить скорость акулы в зависимость от количества кислорода (кстаи, важно не его количество в потоке, а парциальное давление, которое определит способность крови растворить определенное его количество) а конечная скорость будет зависить еще и от гидродинамики тела, от сократительной способности мышц, скорости передачи сигнала по нервным каналам и т.д. Оставим все это в покое!
Держал я в руках лопатку компрессора - это "мини крыло", правда со значительно большей круткой, что логически (в свете полученных знаний) понятно.
Но оставим и тот процесс, что я именую "подъемной силой" в покое. Ваш конек то, что происходит с потоком после его "обработки" лопатками компрессора.
Давайте приподнимем завесу тайны!
Никаких коньков у меня нет! Я утверждаю только одно – не знание физики процесса сжатия газа в лопаточных компрессорах, не позволяет их рассчитывать на необходимые параметры. А расчёт их по формуле 3П 4С приводит к тому, что сейчас имеем. А подержать в руках лопатку, крыло чайки или гуся одного натолкнёт на много вопросов, а другой не увидит в них ничего общего или каких-нибудь различий.
К сожалению, Вы даже не удивились тому, что одни осевые компрессоры без крутки лопаток рассчитывают на миллиардные сжатия, а другие с круткой лопаток не знают как рассчитать на сжатие газа в 20 или 40 раз. Не надо искать здесь врагов Советской Власти или ещё другую дурь. Я же предлагаю, давайте разбираться тихо, спокойно, готов выслушать любые варианты и обсудить их. Мы не глупее тех, кто надувал наши мозги пузырями. Давайте отодвинем завесу незнания, если господа из ЦАГИ, ЦИАМА и др. мест не могут это сделать. Помните как у Высоцкого … а мы приедем к Вам с лопатами и вилами ….
Удивляться можно тому, что хоть раз увидел или услышал.
Про миллиардные сжатия я слышу впервые. Про то, что есть компрессоры без крутки лопаток - даже не подозревал (даже у комнатного вентилятора она есть). Вот прочитал и удивился! Услышал, что капитал 60 самых богатых людей в России в ДВА раза превышает госбюджет на 2007 год. Тоже удивился. А что дальше? Вы утверждаете, что "готовы выслушать любые варианты и обсудить их". Это я готов выслушать Ваши! Что Вам мои?
Я говорю о тех "любых" вариантах, которые знаю или могу подозревать об их существовании на основе имеющихся, даже не знаний, а сведений. Вот их я и предлагал "тихо и спокойно". Но такой вид обсуждения с Вашей стороны "не проходит". Выражение "Вы неправы" не является полноценным обсуждением. Сочувствую накопившемуся раздражению на "господ из ЦАГИ, ЦИАМА и др. мест", но на данной стадии общения не могу никакой другой отличной от их позиции занять. Нету никакой точки опоры, которую я от Вас жду, но никак не дождусь. Я могу расчитать высоту любой точки зоны учета препятствий при точном заходе до высоты 300 м, обеспечивающей безопасность 10 в седьмой степени, но "формула 3П 4С" мне не говорит ничего. Вместе с тем, я уверен, что основополагающие моменты Вашей идеи, буде они озвучены в "человеческом виде", могут встретить понимание на уровне, необходимом для дискуссии о революционных принципах, но не расчетах, как таковых.
Сегодня попытался прочитать упомянутую статью.
Конечно, написана она в первую очередь для специалистов или, по крайней мере, для разбирающихся в этой области.
Система критического анализа построена на выявлении противоречий между декларированными ранее способами исследования закономерностей и фактической возможностью их применения в заявленных целях.
Однако, статья довольно сумбурная. Указанные в квадратных скобках ссылки на источники читателю недоступны и прояснить картину излагаемого не могут. Нет к сожалению и рисунков, которые помогли бы помочь в понимании сути таких определений, как, скажем, "наклонные поверхности межлопаточных каналов" или представить "переход потоков газа через эти каналы в прямом и обратном направлениях".
Настораживает и фраза оп том, что "происходит ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ изменение границы этого понятия, что практически НЕ ВЕДЕТ к изменению свойств газа или законов его течения". Пусть это и не совсем о компрессорах, но сам факт того, что "изменение границ понятия" в итоге практически не влияет на законы его течения наводит на мысль о том, что не ведется ли стрельба из пушки по воробьям?
Созданная человеком техника практически всегда может быть улучшена, но тот факт, что устройства, сконструированные на основе "неправильных концепциий" и по "неадекватно примененным формулам" (пусть с элементом эмпирического подбора) достаточно успешно эксплуатируются во всем мире достаточно долго, свидетельствует не в такой степени в Вашу пользу, чтобы в одночасье отказаться от созданных компрессоров и поставить к стенке всех, кто их создал.
Я до сих пор не могу оценить Вашу идею, поскольку ВНЯТНО (для меня) она еще не прозвучала.
В качестве совета: излагая то, что самому понятно до мелочей, не забывайте, что даже умный собеседник, а тем более случайный читатель, не могут знать всех деталей процесса осмысления Вами ошибочности существующего подхода. Для них какие-то важные, ключевые моменты могут оказаться за кадром. Это, по аналогии с компрессором, как сжатый до нужной степени газ на выходе из компрессора, а как и что привело к такому сжатию, так и осталось непонятым!
Представьте себя дилетантом и попытайтесь объяснить все еще раз себе такому. Если дойдет, выносите объяснение на люди!
Олег, то, что Вы с экипажем всё время летали в вакууме и не знали об этом, виноват не я, а Ваши учители и Вы. Я рад, что это Вы узнали это от меня и возможно поверите. То, что Вы признаётесь в дилетантстве по двигателям и аэродинамике виноват не я, а Ваши учители и Вы сами, но я-то пытаюсь говорить не об этом, а об осевых компрессорах. То, что Вы не хотите подумать о том, что услышали или прочитали в первый раз, виноват не я, и заставлять думать я тоже не могу. Я уже Вас просил посмотреть тему обсуждения, но Вы не хотите. Посмотрели статью и ничего не поняли, я готов Вам и здесь помочь, если сумею. Выносите только по одному не понятному для Вас вопросу из того, что не поняли. Если не я, то другой на форуме подскажет
Попробуем!
Я не понимаю, почему "крутка лопаток всех ступеней осевого компрессора приводит к помпажным явлениям".
Поскольку в учебниках, по Вашим словам, об этом ничего не сказано, единственным источником знания по этому вопросу, как я понял, может быть только Ваш комментарий. Жду и надеюсь на прозрение. (Вполне серьезно!)
Если рассмотреть лопатки и межлопаточные каналы рабочего колеса, то увидим, а кто проектирует, то делает так:
1. На начальном радиусе лопаток их угол наклона к плоскости их вращения в среднем составляет примерно 70 градусов и постепенно уменьшается на конечном радиусе лопаток примерно до 20 градусов. Окружная скорость этих лопаток ωR увеличивается от начального радиуса R1 до конечного R2;
2. Если посмотрите любой учебник по осевым вентиляторам или компрессорам, то увидите как будет изменяться расход газа и его сжатие вдоль радиуса при изменении угла наклона лопаток и изменении их окружной скорости;
3. Расход увеличивается при увеличении угла наклона и увеличении окружной скорости;
4. Сжатие газа увеличивается при уменьшении угла наклона лопаток и увеличении окружной скорости.
5. Если рассмотреть торцевую площадь межлопаточного канала вдоль радиуса, то заметим, что она увеличивается в направлении от начального радиуса до конечного.
К чему это приводит в пространстве между рабочим колесом и направляющим аппаратом вдоль радиуса?
1. На начальном радиусе через межлопаточный канал проходит меньший расход газа, который меньше сжимается лопатками на начальном радиусе (меньше площадь межлопаточного канала, малый расход и наименьшее сжатие газа);
2. На конечном радиусе через межлопаточный канал проходит наибольший расход газа с наибольшим сжатием (наибольшая площадь межлопаточного канала, большой расход и наибольшее сжатие газа).
Куда газу деваться с разным расходом и разным сжатием вдоль радиуса в пространстве между рабочим колесом и направляющим аппаратом?
1. Течь в каналы направляющего аппарата.
2. Течь вдоль радиуса в направлении от конечного радиуса к начальному радиусу.
3. Вытекать через межлопаточные каналы рабочего колеса в обратном направлении.
Где может больше вытекать газа в обратном направлении через межлопаточные каналы рабочего колеса вдоль радиуса?
1. Чем ближе к начальному радиусу, тем больше вытекает.
Олег до этого Вы могли додуматься и без меня, а если подумаете, то можете и ещё кое-что добавить.
Описанные явления сложности в понимании не представляют. Но, поскольку я с конструкцией компрессора БЕЗ крутки лопаток не знаком, то, предполагая, что она отличается лищь формой лопаток, задаю вопрос: разве в нем не возникают явления неравномерности сжатия вдоль радиуса, хотя бы уже из-за разности окружной скорости. Разве там нет межлопаточных каналов, куда неравномерному сжатию "податься"? Можно конструктивно "запереть" сжатый газ в объеме поршневого насоса, практически исключив обратный ток, но обеспечить таку защиту в осевом компрессоре...
Я Вам уже предлагал (и в статье о компрессорах с плоскими лопатками писалось) посмотреть их можно в Интернете. Вызовите сайт турбомолекулярные насосы и увидите их большое разнообразие –наши и различных иностранных фирм. А, если зайти на сайт Журнал Вакуумная техника и технология, то узнаете, что с14 по 16 марта в Сокольниках будет выставка Экспо 2007, где их можно увидеть живьём. Чтобы не платить за входной билет 100 р можно на этом сайте зарегистрироваться и получить бесплатный билет.
У компрессоров с плоскими лопатками нет их крутки вдоль радиуса, у них постоянный угол наклона, а поэтому значительно меньшие перетекания и значительно выше компрессионные характеристики. Вас там многое может удивить. Поэтому надо меньше спорить, больше искать, то о чем говорят и противопоставлять только факты.
![[image]](../../../pics.aviaport.ru/cache/news/170x/726599.jpg)