НК-93 vs. ПД-14 и PW1000G

Тема в разделе "Авиационные вопросы", создана пользователем Pernatij, 5 окт 2012.

  1. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    Удельный расход топлива НК-93 0,515. При 18.000. 23.000 - это хотелки при дальнейшей модернизации двигателя и естественно совершенно другой уже топливной эффективности.
    http://www.brazd.ru/hk93.html

    Удельный расход PW1000G или ПД-14 ожидается на уровне 0,49 в исходном и показан в 0,52- 0,53 в форсированном варианте.

    [​IMG]

    Что бы достигнуть такого, НК-93 нужно эксплуатировать на числах М около 0,75, а это очень мало. Это в теории. А на практике на испытаниях НК-93 к этому и близко не подошли. Где то говорят ,54, где-то ,52. На оптимальных скоростях.
    http://www.airwar.ru/enc/engines/nk-93.html

    Но не это важно.

    Важно то что двигатель - это часть самолёта. А диаметр вентилятора НК-93 (2900 см) резко превосходит таковой у обоих "конкурентов" (1900 у ПД-14 и 2010 у PW1000G) А это значит, что при отказе критического двигателя у двухдвигательных (или двух у четерёхдвигательных) самолётов, он даёт гораздо большее сопротивление. ( площадь вентилятора более чем в два с половиной раза больше, но лопатки (лопасти) при этом уже).

    А таким образом, для того что-бы пройти сертификацию, на самолёт нужно установить двигатели большей тяги, и таким образом (за счёт этого эффекта и за счёт большего веса) вся топливная эффективность НК-93 установленного на самолёт, находится на уровне двигателей CFM-56 с удельным расходом в 0,55-0,56. И это мы говорим про испытанный двигатель с тягой в 18.000. А до Д-14 или PW1000G двигателям CFM-56, даже последних поколений - как да луны пешком.

    И кроме интересной конструкции ничего не даёт. И уж никак не даёт 15% экономии топлива кроме как на стенде. На живом самолёте его расход будет сопоставим с CFM-56.
    Но кроме этого, за счёт своего размера он даёт ещё и резкие ограничения по крену, на примр при посадке. За счёт этого, после сертификационных испытаний, у того же ИЛ-96 с НК-93 вместо ПС-90 будут гораздо большие ограничения допустимого бокового ветра, скоростей (а таким образом и максимального веса) на взлёте и.т.д. и.т.п.

    То есть придётся не только устанавливать более сильный двигатель, который сведёт всю лучшую топливную эффективность на нет, но и урезать ТТХ самолёта.



    Никакой прибавки к дальности и максимальному взлётному весу 18.000 НК-93 в сравнении с 14.000 ПД-14 в реальности, а не на стенде - не даст. Ибо удельный расход НК-93 выше, а если не удельный а фактический на самолёте - то выше на много. При том что и ПД-14 и НК-93, хоть и имеют формально разную тягу, но фактически предназначены для самолётов абсолютно одинакового веса, за счёт гораздо худших массогабаритных характеристик НК-93.

    И именно по этому - НК-93 - умер, а в дальнейшую разработку пошёл аналог, лишённый недостатков НК-93.


    Вообще то топливная эффективность измеряется удельным расходом топлива. А он выражается в цифре, сколько топлива потребляет двигатель для произведения еденицы тяги. И сравнение топливной эффективности в удельном расходе топлива ПС-90 (порядка 0,57-0,6 в зависимости от модификации) и НК-93 (порядка ,52-,54 по результату испытаний) - абсолютно корректно.



    Ну намешали. Люди-кони, мухи-котлеты, всего понемногу. По принципу - если у человека есть грудь, то этот человек - женщина. В отпуске в Тайланде, если так действовать - будете неприятно удивлены ;)
    Так и здесь - если есть пара шестирёнок - то это супостат украл у доблестных советских инженеров их гениальную идею.

    Какая "подобная редукторная схема"???!!! Один двигатель турбовинтовой, второй турбовентиляторный редукторный. И если в первом есть интересные решения (капотирование), то подобные второму уже лет 30 как делают. Ничего нового в этом нет, кроме рекламы. Летал в своё время два года на машине с такими двигателями.


    Начнём с начала.
    НК-93 ничего общего с PW1000G не имеет.

    НК-93, это турбовинтовой двигатель. Хоть и капотированный. То есть, по сути дела, это тот же НК-12, в котором доработали компрессор/турбину и винтовую группу до уровня техники 80-х и для уменьшения специфических для винтовых двигателей потерь, решили закапотировать винтовую группу. Именно последний пункт - и есть вся разница в схеме НК-12 и НК-93. Больше принципиальных отличий - нет.

    НК-93
    [​IMG]

    НК-12
    [​IMG]

    Как великолепно видно в сравнении, всё та же винтовая группа с двумя пропеллерами. Всё это хозяйство крепится и тут и там к турбине низкого давления через редуктор. При этом редуктор не только снижает обороты, но и соединяет оба пропеллера и вращает один по а другой против часовой стрелки. Кроме того там же управление углом атаки лопастей. Характернейшая черта этого семейства двигателей, сложнейшая в своё время задача, за что конструкторы его удостоились во всём мире высокой оценки.

    Только весит это хозяйство - не мало, и в виду того что тягу создаёт пропеллер, имеет огромный радиус и малопригодно для больших чисел М. И серьёзно доставляет при отказе двигателя.

    Нет ничего нового и в самой турбине или компрессоре. Они хотя и не один в один те же что и в НК-12, но в принципе - технические решения на уровне техники 20-30 летней давности с соответствующими показателями. Вся экономичность НК-93 достигается за счёт принципиальных плюсов турбовинтового типа конструкции на низких скоростях, но при этом перенимает и практически все её минусы.

    Западный аналог - GRISP.


    PW1000G - это турбовентиляторный двигатель. Ровно как и CFM-56, ПС-90 и ПД-14.
    С точки зрения технического исполнения, в сравнении со всеми упомянутыми кроме ПД-14, это совершенно другое поколение. Полые лопатки, температуры перед турбиной в заветные 1750 К и куча других вкустностей.
    Этот уровень технологии так же используется на ПД-14, и экономичность двигателя достигается именно таким путём.

    Отличие редукторных турбовентиляторных двигателей вообще, и PW-1000G в частности, от других турбовентиляторных двигателей в том, что вентиляторная группа крепится к турбине не жёстко, а через редуктор который снижает обороты вентилятора. Это далеко и совершенно не то что на НК-12 и 93, так как, в отличии от них, редуктор на редуктором турбовентиляторном двигателе никаких сложных операций, типа распределения оборотов турбины на 2 винта, да ещё вращающиеся в разных направлениях, не производит. Он всего лишь уменьшает обороты вентилятора в заданной жёсткой пропорции. И таким образом весит гораздо меньше. Такие двигатели были и есть с 80-х годов и ничего принципиально нового на PW не изобретали. И уж тем более не использовали схему НК-93 или "подобную". Ибо это два совершенно разных типа двигателя.

    Сам вентилятор принципиально от таковых на обычных турбовентиляторных двигателях - не отличается.

    Принципиальная схема турбовентиляторного редукторного двигателя:

    [​IMG]

    Отличия схемы от винтовых схем как НК-93 и НК-12 очевидны.
    И такая схема имеет свои плюсы и свои минусы. По этому никто её решением всех проблем не считает и тем паче за путь в светлое будущее - не держит.

    ПД-14 использует те же новейшие технологии что и PW-1000G но редуктора не имеет. И не потому что редукторный вариант турбовентиляторных двигателей - это гениально, и не потому что не могут. А потому что совершенно сознательно выбрали такую схему. решив что плюсов они с этого поимеют больше. И безредукторная схема не мешает ему показывать ту же экономичность.

    [​IMG]


    Какая экономия? При одинаковом удельном расходе топлива расходует больше тот, что даёт больше тяги. А так как НК-93 должен чисто физически давать больше тяги чем гораздо меньший по диаметру ПД-14, что бы стоять на одном и том же самолёте, он будет расходовать ГОРАЗДО больше горючего. Кроме того он абсолютно не эффективен на больших числах М. А на скоростях где он эффективен (0,75) Ил-96, да и подавляющему большинству современных самолётов ГА делать - нечего.

    Нет. Столько весит всё абсолютно не нужное турбовентиляторному, но необходимое турбовинтовому двигателю хозяйство. А дополнительный вес в 1% массы самолёта даёт 2-3% больший расход горючего.
     
    Atass нравится это.
  2. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    Всё бы Вам поспорить...

    1. Вы очевидно не поняли разницу между турбовинтовым и турбовентиляторным двигателем, раз сравниваете их степень двухконтурности.
    Уравнение тяги всё ещё гласит что тяга, это масса воздуха помноженная на его скорость. Двухконтурность помогает повысить одно, но есть ещё и второе. При разгоне воздуха пропеллер далеко не так эффективен, как вентилятор турбовентиляторного двигателя.
    Что бы турбовинтовой двигатель давал ту же тягу что и турбовентиляторный он должен априори прокачивать гораздо больше воздуха. То есть требуемая "двухконтурность" для турбовинтового двигателя всегда будет гораздо выше чем у турбовентиляторного для достижения той же тяги.

    2. Меньшая скорость самолёта - для транспортника не критична. Это - верно. Но речь то шла не про это, а про топливную эффективность. А эта цифра - есть функция времени. Таким образом если мы сравниваем топливную эффективность 0,52 ПД-14 и 0,52 НК-93, то они равны - на стенде. А на самолёте - они не равны. Ибо баки у него одни и те же, и при равной топливной эфективности равное количество горючего исчерпается за равное время. только самолёт с ПД-14 пролетит за это воемя больше расстояния, ибо даёт эту топливную эффективность на большей скорости.

    3. Вот я то как раз знаю какие сертификационные требования ставятся самолётам. Для двухмоторных отказ одного критического двигателя на V1. Для четырёхмоторных - двух соответственно. А от турбовинтовых дополнительно оговаривается что винт - не флюгируется. я эти правила не выдумывал, но при выборе мощности двигателя - их приходится учитывать. Таким образом НК-93 с 20 тоннами и ПД-14 с 14 стояли бы на одном и том же самолёте, с одним и тем же максимальным взлётным весом. Никакогй прибавки в максимальном весе постановка НК-93 не даёт. А только ухудшает лётные характеристики, (на пример максимальный крен, за счёт большего размера) и таким образом требует гораздо больших Vmcg и Vmca, а это уже даёт на одинаковой ВПП и при одинаковых внешних условиях - меньший максимальный взлётный вес. То есть ХУДШИЕ ТТХ.


    4. Ротор на турбовинтовом двигателе - это что? Вы имеете в виду пропеллер у НК-93 и вентилятор у ПД-14 и PW-1000G? Тогда невежеством с моей стороны было бы сравнивать степень. " двухконтурности" турбовинтового и турбовентиляторного двигателей ;)

    5. Армата в 70 тонн???!!!


    Спасибо за ликбез. Но как я уже говорил - у меня его проводили гораздо более квалифицированные люди 15 лет назад.

    Добавлено спустя 7 минут 16 секунд:

    Хотите дальше спорить не о чём? Тогда для начала возмите как пример Do-328, где на абсолютно одинаковом самолёте стоят турбовинтовые и номинально более слабые торбовентиляторные двигатели и задайтесь вопросом, почему он с турбовинтовыми имеет худшую дальность, чем с более тяжёлыми (а соответственно самолёт с ними - тяжелее) и номинально меньшими по тяге RB306В.
     
  3. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    Я не спорю, а отвечаю вам. Спор начали вы - вам и прекращать...

    1. Вы очевидно не поняли разницу между турбовинтовым и турбовентиляторным двигателем[/quote]
    Во-первых, вы не поняли принципиальной разницы между теми двигателями, которые у вас в названии темы и невежественно их сравниваете...
    Во-вторых, двигатель НК-93 - ВИНТОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ, а не турбовинтовой. Разницу сами поймёте, или нужны мои объяснения?

    Именно, что сравниваю. У ПД-14 она 1:8, у ПС-90 такая же. У НК-93 она 1:16, то есть через винтовентилятор проходит В ШЕСТНАДЦАТЬ раз больший поток воздуха, чем через газовую камеру...

    Правильно, поэтому у турбопропов КПД выше чем у ТВД на определённых высотах, только уясните для себя разницу, что НК-93 - это не турбовинтовой двигатель, хоть и с винтом. И винт там особенный.

    это ложь. Приведите данные, что " топливную эффективность 0,52 ПД-14 и 0,52 НК-93, то они равны - на стенде"

    Еще раз повторяю, двигатель ПД-14 ещё не существует. Какая у него топливная эффективность - это чистая теория, в отличие от НК-93... Ещё раз повторяю, что при газовых камерах на одинаковом технологическом уровне, их топливная эффективность не может быть равной, поскольку КПД НК-93 значительно выше, степень двухконтурности выше в два раза.
    При расчётных показателях ПД-14 в 0,526 при М=0,8 и при расчётных показателях НК-93 в 0,490 при М=0,75 эффективность на полётный километр у этих двигателей действительно вроде бы одинаковая. Но, во-первых, если изменить задачу и поставить её в плоскость баражирования, то есть кто дольше продержится в воздухе (например командный пункт или самолёт ДРЛО), то НК-93 получит преимущество. А во-вторых (самое главное), подобная теоретическая эффективность ПД-14 может быть достигнута ТОЛЬКО ЗА СЧЕТ более эффективного газогенератора, т.е. должна быть достигнута большая температура газов перед турбиной. Чего пока нет, как и нет такой технологии в наших руках (а появится она не раньше чем появится двигатель для ПАК-ФА)...

    да, вы сделали другое, гораздо более невежественное - вы НК-93 зачислили в турбовинтовые двигатели. Винтовентилятор у НК-93 тоже флюгирован. И в принципе диаметр НК-93 обусловлен винтом, а не компрессором газогенератора, сравнивать, к примеру, сопротивление сплошного "листа" компрессорных лопаток на ПС-90, с "дуршлагом" в пределах обечайки НК-93 - это невежественно. Даже незафлюгированный НК-93 будет создавать меньшее сопротивление потоку, чем ПС-90.
    Сравните НК-93 с ПС-90.


    И не пудрите людям мозги - сопротивление набегающему потоку воздуха у ПС-90 будет больше, несмотря на немного меньший диаметр (1/4 разница)

    в данном случае нет, не придётся. У ПД-90 сопротивление явно больше.

    невежественное утверждение, поскольку не може двигатель с тягой 20 тонн сравниваться с двигателем, проектируемым под тягу 14 тонн...и таким образом требует гораздо больших Vmcg и Vmca, а это уже даёт на одинаковой ВПП и при одинаковых внешних условиях - меньший максимальный взлётный вес. То есть ХУДШИЕ ТТХ.

    вы берётесь судить то, о чем даже не удосужились прочитать? Я обязан вас образовывать? См. выше.

    Относительно двухконтурности и уравнения Мещерского сами смотреть будете, будете сами образовываться или мне вашим образование заняться предлагаете? Вам не стыдно?

    очевидно, что не смогли они вам объяснить, как вдвое больший поток воздуха через холодный контур винтовентилятора на винтовентиляторном двигателе по сравнению со вторым контуром ПС-90 будет влиять на КПД двигателя. Не смогли они вам объяснить, что чем меньше скорость реактивной струи и чем больше её масса, тем выше КПД двигателя. У НК-93, к слову, секундная масса струи от двух контуров вдвое тяжелее чем на ПС-90 - тонна...

    Я так понимаю, что ваши аргументы закончились, вы поняли, что зря начали спор. В таком случае можете его закончить. С вами в принципе и так всё ясно...
     
  4. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    Там не винт, там нечто особенное ;) а разработчики называющие его капотированным турбовинтовым, да и в принципе любой кто понимает разницу и имеет глаза - не в счёт...

    Равный Удельный расход топлива исчисляемый в кг/кгс.ч от времени естественно не зависит, по этому при разных скоростях полёта расход на км будет так же равным...

    Через НК-93 проходит в 16 раз больше воздуха чем через ПД-14, ибо диаметр. А лопасти винта и винтилятор очевидно на равных оборотах тогда работают, при этом - более половины винта НК-93 - на сверхзвуке :p

    Турбовинтовой двигатель, топливная эффективность которого падает с высотой и скоростью, мы сравниваем с турбовентиляторным, у которого она с этими параметрами - возрастает.

    "Ротор" на "роторном ТРД" (вы хоть в курсе что это такое?) это оказывается изюминка НК-93. А на ЮМО в 1941-ом и не знали...

    То что Vmcg и Vmca при ограничении манёвра самолёта и более сильных двигателях возрастают - чёрное невежество. Оказываются они возрастают с более манёвренным самолётом и меньшей тягой двигателей!!! Это - вообще НОБЕЛЕВКА! Вы хоть в курсе что это за вещи такие ?

    Лобовое сопротивление незафлюгированного винта по площади равно таковому у вентилятора турбовентиляторного двигателя... А конструкторы - идиоты ставят более мощные турбовинтовые двигатели чем турбовинтиляторные. Ну а лётчики - те же вообще идиоты считают что незафлюгированный винт трубопропа при отказе двигателя - это кранты, когда их коллеги на турбовентиляторных спокойно двигает педаль на пару сантиметров ;) я тоже считаю - что они - идиоты, и хватит пудрить мозги образованному населению.

    "КПД" у турбовинтового - больше, ибо вдвое больше воздуха гребёт, аж тонну! (как же так? Было то в 16 раз? Или лопасти винта на сверхзвуке запретили?) только что на разной высоте плотность воздуха - разная, это - лженаука. Что "КПД" турбовинтового с высотой - падает - ересь, что скорость истекания из двигателя у турбовинтового и турбореактивного немного разная - чушь. А шумность у НК-93 тогда гораздо ниже - от великого совершенства! Да и формула тяги - это пернатый пудрит людям мозги.

    И.т.д. И.т.д.

    Словарь Ваших цитат - пополнился.

    Дальнейший разговор смысла не имеет.

    Пернатый - дурак, проектировщики Do-328 - дураки, физика - не физика. Прав - акстай.

    А супердвигатель НК-93 - это лучшее что было. И теперь только супостат питается его гениальными принципами. Создавая турбовентиляторный редукторный двигатель - на основе "сверхновой части" турбовинтового НК-93, позаимствованной НК-93 от бородатого НК-12.

    Спорьте сами с собой.
     
  5. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    короче финиш. Опозорились вы. В шестнадцать раз проходит больше потому, что степень двухконтурности 1:16 означает, что через газогенератор проходит в шестнадцать раз меньше воздуха, чем через второй контур. На этом уровне разговор бессмысленный. Дважды два - это четыре. У кого пять - не ко мне.

    Добавлено спустя 1 минуту 12 секунд:

    Всё остальное у вас на таком же уровне...
     
  6. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    А, ну да, это же особая физика - Ваша, в ней объём воздуха от P2 и P7 не зависит... ;) знаете ли - здоровый человек подумать не может, что кто-то с помощью простой дроби делает высказывания об абсолютных величинах, отвергая формулу тяги и падение тяги с возрастанием высоты и степени двухконтурности. Теперь я понял, как у Вас НК-93 "в другом классе тяги" оказался.
    Вы к стати уже решитесь - в два раза ли там больше воздуха проходит и каким образом лобовое сопротивление при отказе тогда может быть не на столько же больше... Или всё таки на тонну? А может на кубометр? А ну да - понял- его через двигатель святой дух гонит... А 1/16 даже Через "газовую камеру"... Фашист он - недобитый. Про то что масса воздуха в секудну ещё и от скорости прохождения, в том числе этой "газовой камеры" зависит - это лженаука! "Газовые камеры" у нас у всех - стандартизированные! Орднинг фюр алле! И по этому НК-93 крутя лопастями на сверхзвуке - больше воздуха качает. А редуктор у него - для красоты. и "газовая камера" поменьше - это извините - просто от экономии. Гениальная мысль. Чего только можно по напридумывать из цифры "степень двухконтурности", главное - про физику забыть...

    Ну а полное отрицание формулы тяги - это уже вторая НОБЕЛЕВКА!

    Словом - как всегда:

    "Факты - это то что пишу Я" (Цэ)

    Нет, такого - я давно не читал. Спасибо Вам, поклон в ноги, посмеялся вдоволь.

    Пишите исчё!
     
  7. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
     
  8. ник69

    ник69 Активный участник

    Регистрация:
    12.08.08
    Сообщения:
    5.525
    Симпатии:
    1.021
    Адрес:
    г. Донецк
    Я конечно извиняюсь за собственную неграмотность и воинствующее мещанство... Но ИМХО, хронически необразованный Пернатый более убедителен asktay(я) имеющего 3 высших.
    :-D Забавно.

    Лично от меня Пернатому респект за ликбез. :OK-)
     
  9. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    ник69
    У вас лопасти винтов НК-93 тоже на сверхзвуке вращаются?То есть у вас понижающий редуктор НК-93 тоже для красоты? Или у вас тоже тяга реактивного двигателя на высоте 11 км падает по сравнению с тягой у поверхности земли?


    Невежество и дешёвые понты действуют на на тех, на кого действуют. Короче кому в школу, а кому и это, увы, не поможет...

    У вас тоже чем выше скорость u2 (относительная скорость отделяющихся частиц в уравнении Мещерского) тем реактивная сила выше? Это в школу...
     
  10. ник69

    ник69 Активный участник

    Регистрация:
    12.08.08
    Сообщения:
    5.525
    Симпатии:
    1.021
    Адрес:
    г. Донецк
    asktay
    :-D — Со мной едва истерика не сделалась, — добавил кот, облизывая ложку с икрой. (с)

    Да я ж не против, разоблачайте! :OK-)
    Просто хочу подчеркнуть красным - мы, необразованные силища темная, воинствующая и зело лукавая. [​IMG] :-D
     
  11. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    Цитата:
    "Большая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.

    Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых скоростей. Она увеличивает удельный расход топлива."


    Суть ноу-хау НК-93 как раз в том, что вес двигателя увеличился незначительно а скорость самолёта уменьшились также совершенно незначительно по сравнению с резким падением скорости реактивной струи на выходе. То есть достижение двукратного увеличения степени двухконтурности не сопровождалось побочными эффектами от этого, побочные эффекты удалось в значительной степени снизить. При полном использовании выигрыша от увеличения степени двухконтурности. То есть уменьшить удельный расход топлива удалось за счёт минимизации потерь от увеличения степени двухконтурности (вес двигателя, падение скорости самолета)

    Добавлено спустя 2 минуты 27 секунд:

    бывает...
     
  12. Abramov

    Abramov Новый участник

    Регистрация:
    03.11.09
    Сообщения:
    3.456
    Симпатии:
    0
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Полностью присоединяюсь к вашему ИМХО :-D То же самое хотел написать
     
  13. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    Резкое снижение скорости струи у НК-93 как раз и есть главный побочный эффект высокой двухконтурности. Один из многих его негативных побочных эффектов.

    Раз эту тему читает ещё кто нибудь - тогда хоть есть смысл объяснить мою позицию, а то всё свелось к срачу с АКстайем по принципу сам дурак.

    Уравнение тяги (лженаучное) гласит:

    [​IMG]

    Тяга = проток массы воздуха через двигатель * разницу скоростей у входа в двигатель и у выхода из него.


    Запомним его, ибо к нему мы вернёмся не раз.

    Вторая вещь. Двухконтурность. Для чего вообще?

    Идеальная смесь топлива и воздуха для горения константна. 1:15 примерно.

    То есть что бы экономить топливо, мы не можем пускать весь воздух через камеру сгорания. Ставим перед основным компрессором вентилятор и пускаем часть воздуха через него, без процесса горения. Получаем (по формуле) много большую массу воздуха, при немного большем (на работу вентилятора) расходе топлива.

    Вроде - вот оно решение всех проблем. Но не так всё просто.

    У двигателей высокой двухконтурности имеет место быть множество минусов. На пример один из них.
    Эту высокую двухконтурность необходимо реализовать при минимальном сечении двигателя.

    Почему?

    Потому что, что бы увеличить тягу двигателя необходимо влиять в идеале на оба пункта формулы. То есть увеличить и массу воздуха преходящую через двигатель и его скорость. В лучшем случае - не допустить снижения одной из величин.

    Но обороты вентилятора (или пропеллера) ограничены их радиальной скоростью. По ряду аэродинамических эффектов, скорость потока на лопатке или лопасти не должна достигать звуковой. То есть вентилятор или винт более большего диаметра должен иметь меньшие обороты, а значит резко снизится и скорость струи и масса воздуха. Вроде - хорошо, тихо будет. С другой стороны - на кручение такой бандуры уйдёт больше энергии, а значит топлива, ну и главное (см формулу тяги) - упадёт общая тяга.

    Дополнительным эффектом является зависимость падения тяги при наборе высоты. Тяга двигателя с большей двухконтурностью падает быстрее.


    Экстремальным примером можно назвать турбовинтовые двигатели, где степень "двухконтурности" если её можно так назвать, достигает более 1:100. Там вообще это ведёт к эффекту, что эффективность и расход топлива с высотой и скоростью - ухудшаются.

    Ещё не всё ;)

    Одна из основных задачь капотирования пропеллера или вентилятора - снизить скорость с которой поток воздуха попадает на лопасти или лопатки, а таким образом в конечном этоге увеличить степень сжатия этого воздуха и диапазон скоростей (в сторону повышения) на которых работает двигатель. (скорость потока на лопатке или лопасти не должна быть околозвуковая, а этот вектор складывается из векторов радиальной скорости лопатки/лопасти (оборот и длинна) и скорости с которой поток попадает на лопатку/лопасть.)

    С бОльшим диаметром эфект от этого - меньше. Двигатель с бОльшей двухконтурностью менее эффективен на бОльших скоростях.


    Что сделано на НК-93.

    Идея его - это взять турбовинтовой двигатель и капотировать его. Так как НК-93 предпологался для определённых целей, то и исходный турбовинтовой двигатель был выбран соответственно.

    Был в СССР выдающийся турбовинтовой двигатель НК-12. Он спроектирован учитывая все недостатки турбовинтовых (то есть он более эффективен на малых скоростях и малой высоте - у турбореактивных всё наоборот), но с целью сделать турбовинтовой двигатель для больших высот и скоростей в 0,7 Мах.

    Капотирование позволило бы снизить скорость потока на лопастях, а таким образом немного повысить рабочий диапазон скоростей. То есть сделать и так скоростной НК-12 ещё более скоростным.

    То есть взяли НК-12, доработали по современному пропеллер и горячую секцию, оставив его изюминку - редуктор и связанную с ним механику (см мой первый пост в этой теме)- практически не изменённым.

    Получился - ещё более скоростной турбовинтовой двигатель. Со своими плюсами, но и со своими недостатками.

    К его большому сожалению, следующее поколение турбовентиляторных двигателей догнало его по плюсам, а вот тех минусов что были у НК-93 сугубо из-за того что он был и остался турбовинтовым, оно не имело, ибо не турбовинтовые они.

    Вот и умер проект. Ну не совсем умер - осталась реклама.

    Добавлено спустя 21 минуту 31 секунду:

    Добавлю.

    В принципе по этому, ещё ряду причин, не делают двигатели с запредельно высокой двухконтурностью, даже для самолётов где было бы достаточно места (А380, А330, Б777). Элементарные эффекты известны и в RR и в PW.

    С НК-93 получилось по другому, там двигатель собственно уже был и речь шла о повышении его характеристик, вот и пришли к капотированию НК-12. Доработали горячий контор и пропеллер и назвали его НК-93.

    Но проект не умер до конца. Изюминка НК-12 и ТА самая вещь которая позволила турбовинтовому двигателю работать на относительно больших числах М ( в районе 0,7) это то, что его пропеллеры вращаются друг против друга. Эффект конечно не гиганский, но он есть. Идея не нова, и попытки перенести этот опыт на турбовентиляторные двигатели были. Но польза получалась сравнительно малой, а конструкция запредельно сложной.

    Но судя по некоторым сообщениям в будующем это может быть решаемо, и возможно, но только как один из вариантов развития, на ПД-30 мы лет через 10-15 действительно увидим нечто подобное уже не в турбовинтовом, а турбовентиляторном вариантах.




    Если интересно почитать на эту тему - вот немного про то как его видят на Кузнецове:

    http://missiles2go.ru/2012/05/06/пд-30-тридцатитонник-для-будущего/

    Как видно они отказались и от турбовинтовой схемы и от сверхвысокой двухконтурности (что как бы намекает).

    В европейском проекте КРИСП, в ближайшие 10 лет запланированно попытатся сделать турбовинтовой капотированный двигатель, но уже без сверхвысокой двухконтурности, и таким образом попробовать избавится от ряда негативных эффектов. Хотя как на сегодняшний день выглядит проект, это уже не капотированный турбопроп, а самый настоящий турбовентиляторный двигатель, НО! с двумя, вращающимися друг против друга карбоновыми вентиляторами. Фишка - изменяемая степень двухконтурности от 1:6 до 1:9. По топливной экономичности они планируют выйти на уровень на около 5% ниже чем PW-1000G или ПД-14. Но для этого нужен уже совсем другой уровень технологий. Посмотрим.


    И естественно, если есть двигателисты, то с огромным удовольствием могут вправить мне мозги, пока это обходится без хамства, обличений в невежестве и желания опустить собеседника. Узнать новое - я рад всегда.
     
  14. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    Для детсада да, так и выглядит. А более точно ситуация видна из уравнения Мещерского: тяга зависит линейно от скорости реактивной струи, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха тем больше КПД.

    Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%
    (только за счёт двухконтурности)
    http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1% ... 1%82%D0%B8


    Что то есть? Тема "то есть" не раскрыта. Нет никакой мысли, из которой что-то следовало. Или соотношение топлива и воздуха у вас повлияло на экономию топлива?
    Вот именно. Но не по этой формуле смотреть надо, а по формуле Мещерского. И при этом увеличивается КПД...

    Угу, винт стал бОльшего диаметра, радиальная скорость уменьшилась пропорционально увеличению диаметра а масса воздуха уменьшилась? Или всё-таки осталась той же?
    Думать надо, прежде чем писать...

    опять бред. В НК-93 КПД понижающего редуктора почти 100 - 99,4%, т.е. потерь практически нет... Тяга таким образом не упадёт, а общий КПД вырастет значительно. На всё про всё, связанное с редуктором и винтовентилятором у НК-93 добавится всего 600 кг по сравнению с менее мощными двигателями ПС-90.

    что, воздух с высотой более плотным становится и сопротивление реактивной струе больше? самому не смешно?
    ага, и именно поэтому, наверное, у турбопропов наибольшая эффективность наблюдается на высотах 8-10 км, да? Ты к тому же не путай закапотированный винт без паразитных вихрей на концах и винт турбопропа.
    м-да, была бы аудитория, а оратор найдётся...

    сам выдумал?

    что за бред опять? Редуктор на НК-93 в более чем в два раза мощнее, чем на НК-12. Это РАЗНЫЕ РЕДУКТОРЫ, АБСОЛЮТНО РАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.

    кроме внешнего вида на рисунке, там ничего общего. Диаметры винтов, газогенераторы, редукторы - все разное.

    ещё раз для невежды (имею право так написать! Так как товарищ упорно не хочет видеть, что НК-93 официально называется ВИНТОВЕНТИЛЯТОРНЫМ ЗАКАПОТИРОВАННЫМ турбореактивным двигателем, а не турбовинтовым, как он здесь пишет)

    Пояснение: единственной причиной, почему не получались подобные двигатели - это отсутствие у западных контор технологии для производства лёгких и сверхмощных редукторов для передачи мощности от газогенератора к винту. Не могли они долго сделать его с мощностью к передаче в 30000 л.с. легким. Плюс ноу-хау НК-93 по винтовентиляторам (они особой формы)

    ещё раз: говорить о том, что НК-93 это якобы турбовинтовой двигатель - невежество. Это уникальный ВИНТОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ реактивный двигатель с уникальной степенью двухконтурности.


    ага, и тут же выдать битую ссылку на несуществующие "доказательства"...

    правильно. Легкие редукторы подобной мощности для передачи мощности на винтовентилятор им не сделать...

    Да уж. Вправить вам мозги действительно смогут дотошно именно двигателисты. Милости просим...
     
    romeo нравится это.
  15. БЧ-5

    БЧ-5 Активный участник

    Регистрация:
    05.06.08
    Сообщения:
    7.685
    Симпатии:
    2.106
    Адрес:
    МОСКВА
    А ссылка ни разу не битая.
     
  16. ник69

    ник69 Активный участник

    Регистрация:
    12.08.08
    Сообщения:
    5.525
    Симпатии:
    1.021
    Адрес:
    г. Донецк
    Странно, с одного компа вчера заходил битая, а с другого сегодня зашёл - нет... Козни какие-то :-D
     
  17. Pernatij

    Pernatij Активный участник

    Регистрация:
    25.10.10
    Сообщения:
    4.527
    Симпатии:
    1.441
    Адрес:
    Германия
    Служба:
    Мировой Океан
    Akstay, не позорьтесь... И поспрошу мне не тыкать, я с Вами свиней не пас.

    Иначе скину фото оптимальных высот для АТР-72 и Б737 по бортовому компьютеру соответственно ;) Какие высоты в 8-10 километров???!! Турбопропы, окромя таких конструкций как НК-12 туда даже соваться боялись, да и то на самолётах с такой стреловидностью и профилем крыла, что дух захватывает - ибо тяги не хватало, пока серповидные винты большой площади не стали ставить. Теперь некоторые даже дотягивают... На полной тяге. Но речь же шла про оптимальную высоту, а не про еле-еле на 105 процентах тяги ;)

    Для общей информации - если самолёт с турбовентиляторными двигателями на высотах в 11-12 километров спокойно, на 85-87% тяги, в горизонтальном полёте выходит за максимально допустимое число М и скорее приходится следить что бы он его не перешёл, а М=0,79 - 0,82 считается экономичным режимом, то турбопропам такие высоты - граница мечтаний, и то для очень малого числа специально для этого сконструированных, где они еле держат скорость на максимальных оборотах, позабыв про всякую экономичность. мне кроме НК-12 на Ту-95 только Хокай последних модификаций вспоминаются (они уж очень гигански тягой перевооружены). И если оптимал для современных самолётов с турбовинтовыми двигателями - 24-26 тысяч футов, то для машин с турбовентиляторными - оптимальная высота это 37-39 тысяч, даже при учёте того, что скорость там заметно падает. Турбопроп - это плюс на НИЗКИХ высотах и минус на высоких. Именно по этому самолёты, где меньшую часть полёта составляет сам полёт, а большую взлёт и посадка - оборудуют турбовинтовыми двигателями и наоборот.
    А знаете почему именно 24-26 тысяч футов? Никогда не догадаетесь ;) потому что именно на этой высоте достигается максимальная скорость по отношению к земле при приемлемом для турбопропов числе М. Выше - она падает, и по сравнению с турбовентиляторными двигателями, падает резко. Выше - высокая двухконтурность - приносит больше минусов чем плюсов, и вся экономия и тем более высокий КПД пропеллера теряется на фоне низкой скорости, где максимальное для них число М (кроме спецов типа Ту-95) ниже приборной скорости сваливания.

    Для примера. Приборная скорость в 310 узлов даёт при стандартной атмосфере на 26000 футов число М в 0,71 На высоте в 38000 футов М=0,71 это 190 узлов. А на 41000 - 175. Много Вы знаете высокоскоростных самолётов, где без закрылков скорость сваливания ниже 190 узлов? Вижу Вы собрались закрылки выпускать. Дружеский совет - не делайте этого на таких числах М. ;)


    Это - факты, оспариваемые только Вами.

    К слову, вы откровенно достали Мещерским. Я очень рад, что Вы ища доказательства тому что НК-93 - уникальнейшая вешь, открыли для себя термин двухконтурности, и ища его смысл споткнулись в Википедии об эту формулу. Какой КПД? Чего? На какой скорости? Внешнего? внутреннего? как это отражается на общих характеристиках? По вашим размышлениям можно понять, что то что Вы вычитали совершенно не рассматривало изменения высоты и скорости, оно исходило из ISA и Н=0. Если Вы теперь ещё поймёте что КПД - это далеко не удельный расход топлива, а только его составная, а удельный расход топлива (кгс/кг.ч) - это не показатель увеличенной или уменьшенном дальности, то я буду очень рад.

    Не оспаривейте основы аэродинамики, третью НОБЕЛЕВКУ заработаете.

    Ну и (по вашим словам не существующие, ибо не могут так на западе) фото редуктора двигателя А300М для примера могу скинуть. Возражать что там не 30.000 л.с. А половина - не советую, там 1 пропеллер а не два ;) и редуктор в два раза легче ;) Намёк понят? Есть ещё пару движков из 70-80-х на которых почему-то они это смогли, а теперь вдруг не могут?

    Воспеваемый Вами Винтовентилятор - это подвид обычного пропеллера, с бОльшим числом лопастей и бОльшей их площадью. Примерами такого являются и двигатели А400М и Ан-70. Даже АТР второго поколения - даже их относят к винтовентиляторам. Да и много ещё чего, практически все современные пропеллеры. Пропеллеры ТУРБОВИНТОВЫХ двигателей. Propfans, по заграничному.

    Капотирование даёт уменьшение скорости с которой поток попадает на лопасти, и даёт статор после них - это - в первую очередь, а таким образом увеличивает сжатие воздуха в этом контуре и скорость вращения лопастей. Индуцированное сопротивление на их концах - для них самая маленькая проблема. Современные серповидные винты там имеют такую радиальную скорость, что вихри по сравнению с волновым сопротивлением - мелочь.

    Вот патент 89-го года (извиняюсь, патент на немецком, немцы всё таки патентировали) вашего УНИКАЛЬНОГО двигателя:

    https://data.epo.org/publication-server ... Id=3791545

    Где ясным немецким языком сказано - зачем это капотирование нужно. Правда они опять же предлагали максимальную двухконтурность в минимальном диаметре. Тууупые... Наверно не могли лопасти подлиннее и двухконтурность поболее сделать. Ну и на верное капиталисты тупые на задпаде - такой движок в серию не пустили. Наверное денег и высоких технологий не имеющих аналогов в мире, которых было в 90-х в доволь на Кузнецове там не хватило. Ну или может быть всё таки на 10% большая скорость CFM-56C5 при на 10-12% большем расходе на ЧАС полёта и меньшем диаметре и меньшем весе сказалась? Нет?


    Вы можете сколько угодно оспаривать факты.

    Уясните сначала для себя почему тяга двигателей с высотой падает, потом будете кидатся вычитанными в гугле уравнениями смысл которых Вы очевидно не понимаете, мешая КПД пропеллеров, вентиляторов, приравнивая КПД отдельных частей отдельного контура к всему двигателю, а его данные - к самолёту и его дальности. А то получается смешно, когда вы тыкаете к месту и не к месту Мещерским, а простейший вывод из него - оспариваете. Его ведь в Википедии не стояло ;)
    Если я начну в моих описаниях ещё и КПД отдельных вариантов двигателей, их частей и их подвидов разбирать - хрен кто чего поймёт кроме спецов, а тема будет размером с курс-два по теории авиационных двигателей, да и в лом мне копать старые конспекты. Зачем мне это нужно, если вы и элементарных взаимодействий, противоречащих Вашей аксиоме что НК-93 - это будующее авиации, не можете воспринять?
     
  18. asktay

    asktay Заблокирован

    Регистрация:
    01.01.09
    Сообщения:
    6.761
    Симпатии:
    57
    Адрес:
    Москва, Россия, Земля
    Pernatij
    Что, аргументы закончились и началась истерика? :grin:

    а с кем ты пас? :-D

    Раз обращение на "ты", вполне объяснимое, поскольку твое повышенное внимание ко мне явно замешано на чём-то личном (я тебе видимо как родной, столько внимания... но ты сам не осознаёшь свои мотивы :-D ) вызывает в тебе истерику, буду держать тебя на дистанции Вы. Но только тогда, когда ты научишься разговаривать в уважительном тоне, а не по-хамски, как сейчас. ПотрудиТЕСЬ при этом, немецкий гражданин, отвлечься от ваших бредовых фантазий, поскольку вы спорите только с ВАШИМИ фантазиями, вашими собственными образами, с вашими собственными галлюцинациями. Вы действительно неадекватны тому, что я пишу вам, ваш бред перешёл все рамки.

    Я нигде не писал о том, что тяга реактивного и любого другого двигателя (кроме ракетного) возрастает с высотой. Растёт его экономичность. Ссылку на это в студию, либо я требую ваших извинений за ваше хамство. И смените ваш хамский высокомерный тон - вы показали, что вы хоть и сыплете разрозненными фактами и отдельными эффектами, вы не понимаете ни что такое двигатель НК-93, ни что такое двухконтурность НК-93. Я не знаю, кого вы там пасли, но ваше перевирание сути позиции собеседника, сути открытий, которые сделали российские ученые, принижение их работ - это уже достало! Вы выдумали ваши фантазии по поводу якобы соих слов просто потому что только так вы можете попытаться за истерикой и спором с самим собой скрыть простой факт: ваше непонимание элементарных вещей относительно ЭКОНОМИЧНОСТИ двухконтурных двигателей.

    Это хорошо, что вам объяснили по поводу высокой взлётной тяги у турбовинтовых двигателей. Плохо, что до вас не дойдёт, что вентилятор - это не винт. Двигатель НК-93 оптимизирован под высотность в 11 км и имеет на этой высоте ОПТИМАЛЬНУЮ ЭКОНОМИЧНОСТЬ при приемлемой скорости V=0,75 Мах. И связано это с тем, что с высотой у него падает не только тяга двигателей, но и сопротивление воздуха, действующее на планер. И экономичная высота полёта высчитывается именно как оптимум с точки зрения этих двух показателей. Вы этого не знали? Ну вот, будете знать... У многих СОВРЕМЕННЫХ турбопропов наиболее оптимальная высота полёта 8-10 км. Там они экономичнее реактивных самолётов. Именно поэтому, например, в сегменте малой (до 4-6 мест) бизнес-авиации с дальностью полёта до 2500 км сейчас доминируют турбопропы - они экономичнее реактивных аналогов (по крайней мере наполовину), хоть и летят немного медленнее (и то не всегда, иногда быстрее). И их "экономичные" эшелоны как раз в зоне 8-10 км. А у некоторых даже 12 км, емнип... 12500 м - это потолок для современных турбопропов. Вот такой вот ликбез вам по турбопропам... С 80-х турбовинтовые двигатели в малой бизнес-авиации вытеснили и поршневые и даже кое-где реактивные двигатели. Пример самого успешного турбопропа - двигатель PT6 во всех модификациях.

    Какие факты я оспорил?! Вы по большей части спорите только с тем бредом, который сами генерируете, выдавая эту, пардон, хрень за спор со мной. И я требую от вас прекратить подобную практику. Либо научитесь внимательно читать собеседника, официальные названия двигателей, например, научитесь отличать вентилятор от винта, либо обратитесь к психиатру :Fool:

    Добавлено спустя 2 минуты 46 секунд:

    Короче, заканчивайте бредить, извиняйтесь за ваши наглые передёргивания позиции собеседника, смените тон, кончайте истерить (если бы вы были женщиной это ещё можно было принять, но с мужиком, который так истерит, просто мерзко продолжать общение)

    Добавлено спустя 15 минут 43 секунды:

    И ещё. Так вы разобрались, что масса воздуха не уменьшится? Или так и будете утворждать этот бред:
    Вы хоть сообразили, что чушь сморозили? И так почти везде, о чём вы пишете. То масса воздуха у вас уменьшается, хотя диаметр винта увеличивается пропорционально уменьшению радиальной скорости, то "то есть" у вас совершенно ничего не связывает, за отсутствием внятной мысли.
    В общем, поток сознания ваш заканчивайте и начинайте читать собеседника. Если чего-то не поняли, спрашивайте, вполне возможно общими усилиями форума вам объяснят реальность... :-D [/quote]

    Добавлено спустя 21 минуту 41 секунду:

    вы на немецком форуме? Здесь все знают немецкий? Тогда потрудитесь перевести, чтобы это было интересно. Замечательно, что вы ОЗНАКОМИЛИСЬ с тем, ЗАЧЕМ ЕЩЁ нужна обечайка винтовентилятору НК-93. А теперь осознайте, что наши инженеры здесь были лидерами и осознайте уровень развития двигателестроения, который освоили в Самаре задолго до этого вашего патента, до потуг немцев (МТU) и канадцев c редукторами для двигателей с очень высоким уровнем духконтурности.
     
  19. Anduriel

    Anduriel Активный участник

    Регистрация:
    01.08.12
    Сообщения:
    1.695
    Симпатии:
    73
    Адрес:
    Украина
    Я, конечно, не особо варю в этой всей канители, но, Пд-14 это только проект, и когда его сваяют - неизвестно. В то же время рабочий образец НК-93 уже есть сейчас. Так вот, возникает вопрос: раз уже есть рабочий двигатель на 20тс тяги с высокой экономичностью, то почему бы пока не использовать его, покуда не сделают что-то поновее и посовершенне. Дареному коню ведь в зубы не глядят.
     
  20. sum61

    sum61 Новый участник

    Регистрация:
    02.10.07
    Сообщения:
    183
    Симпатии:
    0
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    ПД-14 есть вроде рабочий образец, проходит испытания. Не понятно только его цена, говорят 6 млн. долларов стоит, помойму очень дорого.
     
Загрузка...

Поделиться этой страницей