Идеальный ДВС для ЛА.

[Вячеслав Атнагулов]

Осталось совсем чуть чуть, найти с редукцией около 2х

На счет редукции 4.0/1.
Вот от всем известного конструктора Б.В. Чернова:
"мои 25-ки начинались с редуктора 3,47. Потом я перешел на четверку.  В результате
летные характеристики улучшились". Это об амфибии ЧЕ-25.
И на его личной ЧЕ-22 стоит 4.0.
А подвергать его опыт, в этом вопросе, сомнениям, думаю, нет ни каких оснований.
С уважением.

Был такой самолёт ПО 2. С огромным крылом 33 м. кв. биплан с большим количеством стоек и растяжек. Оснащён был тяжеленным 160 кг. двигателем М 11 при мощности 100 л.с. Огромный "лоб" почти метр, пять цилиндров торчащих в разные стороны. Но у этого двигателя была одна характеристика обороты максимальной мощности 1850 об/мин. и эта характеристика вытягивала все недостатки и планера и двигателя. Причём М 11 ставили как на тихоходный ПО 2, так и на более скоростные самолёты.
Если автомобильные 5600 об/мин разделить на 1850 об/мин от М11 получается как раз 3.

М 14 п имеет обороты воздушного винта на оборотах максимальной мощности  1941 об/мин.

 

[Юрий Ер]

Если диаметр 2 метра, то обороты пропеллера должны быть не более 2105 об/мин. Если диаметр пропеллера уменьшать, то обороты можно делать по-больше. Главное, чтобы линейная скорость конца лопасти не превышала 220 м/сек.

Прежде,чем делать столь категоричные заявления, просчитайте скорость конца лопасти винта истребителей И-16 или И-153 с мотором М-63!
Винты диаметром 1,9 м, вполне  неплохо работают при  2700 об/мин. (Из опыта эксплуатации)
Но, 220 м/с конечно предпочтительнее!

Все диаметры рассчитываю исходя из 260мс недостатков не вижу.
Ощущая прирост тяги именно в конце на взлётном режиме. Взлетаю 3400 и прибрав буквально 300 оборотов сразу ощущаю падение тяги.  Это без редуктора. Винт 1600мм.

 

[charlie172]

Даешь Russian Lycoming в массы!   

Хм... С этим не всё так однозначно. Мотор отличный, знаю потому, что сам много лет эксплуатирую С-172 с Лайкомингом О-320 E2D (150 лс, бензин Аи-92). Никаких редукторов, лишних шлангов, насосов, радиаторов, электроники и прочей дребедени. Простой и надёжный, как трактор. У него и обороты такие же, поэтому и работает десятилетиями и ничего ему не делается.
Но Лайкоминг даже самый маленький O-233 - это почти 100 кг. И очень серьёзная цена за новый мотор, да и за оверхольный тоже кусается.
В итоге, самый массово производимый (и продаваемый) мотор в современной АОН - это Rotax 912 (100 лс). Он, конечно одноразовый, но свою 1000 часов служит честно. В эксплуатации особых сюрпризов не преподносит, и в силу малого веса (75 кг) а так же водяного охлаждения ГЦ, может устанавливаться на любую авиатехнику, которую только может поднять. Самолётные скорости что бы не греться ему не нужны, как Jabiru.
Плюс налаженный сервис и поставка запчастей по всему миру.      
Вот вам и "идеальный ДВС для ЛА".
Хотя мне лично, в этой весовой категории, больше нравится безредукторный D-motor.
Чисто по своим параметрам и конструкции. Лично не эксплуатировал.

Вывод основной тут, "идеального ДВС" нет, для разных ЛА нужны свои двигатели, исходя требуемых характеристик и бюджета. Поэтому и есть в ассортименте разные ДВС, в том числе и автоконверсия. ИМХО.

 

[-сергей]

Примерно у всех 1:4 или около того..

У легковых с дизелем около трёх.

Осталось совсем чуть чуть, найти с редукцией около 2х

С любого мощного мерседеса с объёмом двигателя более 4 литров.
Вот например S126-600 80х годов выпуска передаточное
1 к 2,47.
На разборках горсть на пятак, потому как практически не выходят из строя.

 

[__Сергей Николаевич__]

Добрый день! Большое спасибо за ответы!
Извините за долгое молчание, прорабатываю Вашу информацию!
Отвечу каждому!

 

[свободник]

Сергей Николаевич интересную тему начал! Немного перекликается с темой про D-мотор 
С десяток лет назад, катаясь на М-72 и перебирая движки старых Ирбитов  , тоже прикидывал возможность создания простого мотора. Даже прорисовывал 3-х цилиндровую "звезду" на основе цилиндров М-72. Толщина шатуна примерно 15 мм., поэтому для 3-х цилиндров можно обойтись одной общей шатунной шейкой коленвала, длиной примерно 45 мм.
Если использовать узлы 4-х цилиндровых автомобильных моторов, то просится 3-х цилиндровая "звезда".
На основе моторов типа "V-8" напрашивается 7-и цилиндновая звезда. Это в плане бюджетности, потому как обычно приходится покупать сразу комплект деталей (поршни, кольца...)
В плане конструкции, например, можно упразднить систему смазки... Да-да, Вы не ослышались  Недавно имел счастье пообщаться с современной 4-х тактной газонокосилкой, для которой используется смесь бензина с маслом 1:50, как для обычных 2-х тактных моторов. Этой информацией немного шокировал знакомых авиамодельшиков   ;D
Смесь из карбюратора сначала идёт в кривошипную камеру, а потом уже через впускной клапан в цилиндр. Отпадает необходимость раздельной смазки и прочих неудобств. Идеальное решение для перевёрнутого полёта  Только для такой системы смазки требуется наличие игольчатых подшипников в верхней головке шатуна и роликовых в нижней.

Мне была бы интересна очень простая в изготовлении и обслуживании 7-и цилиндровая нижнеклапанная звезда, мощностью около 80 л.с. при не более 2200 об/мин. с минимумом электроники.
Рекордные показатели не требуются 

 

[свободник]

... можно упразднить систему смазки ... используется смесь бензина с маслом 1:50, как для обычных 2-х тактных моторов ... Смесь из карбюратора сначала идёт в кривошипную камеру, а потом уже через впускной клапан в цилиндр ...

Как обычно не получилось быть оригинальным  ;D
Оказывается такая система смазки вполне успешно применяется на звёздообразных моторах. 

P.S. Так я и не понял как на этот форум загрузить изображение - слишком запутанная схема  :STUPID

 

[__Сергей Николаевич__]

Добрый день господа спецы-авиаторы!!!
Большое пребольшое спасибо за ответы!
Извините за долгое молчание! Перерабатывал Вашу информацию!
     Перечитывал темы форумов!
     Не ожидал, что вопрос по оборотам пропеллера, создаст дискуссионную “драку”!
Даже одного из участников диcкуссионно  “побили”!
     Позвольте напомнить и добавить: разбираюсь в ДВС и земно - водных машинах, но  в авиации пока  я  “никакой”!  Прошу сильно не “бить”, а подсказать!
     По Вашим ответам понял, что не корректно выразил свои мысли!
Исправляю их: “ Идеальный ДВС для ЛА на 4-5 мест.”
Скачал книгу “Теория основ авиационных винтов”,1934 г, в ней не нашел формулы зависимости диаметра пропеллера от оборотов и скажу это наука серьезная надо разбираться досконально! Разбираться с пропеллером пока некогда, рассчитываю, что Вы
подскажите по ним, главная задача расчет ДВС, а расчет тормозится из-за оборотов.
По трудоемкости с учетом дачи трудоемкость расчета составит 3 -5 месяцев,
расчет прочности 1-1,5 года (много времени затрачу на проверку прочности покупной комплектации- подойдет или нет).
     Проанализировав  Ваши ответы, понял, что из-за не компетентности
своей в авиации, не корректно поставил вопрос по оборотам пропеллера.

 

[__Сергей Николаевич__]

Продолжение № 2.
Вопрос: Какие оптимальные обороты ДВС для массово применяемого пропеллера для 4-5 местного ЛА , диаметр пропеллера, его вес (для расчета гасителя вибраций)?
     Дайте пожалуйста данные широко применяемого пропеллера
для проверочного расчета!
     По Вашим ответам понял, что широко используются пропеллеры на  2105 – 3400 об/мин.
Ориентировочно предполагаю следующие  обороты будущего ДВС:
          холостой ход- 500-800 об/мин
          при   номинальных - 2100 об/мин,  400л.с.- ( это средний газ);
          при  максимальных - 4200 об/мин,  580л.с.– (полный газ).
Это даст эксплуатировать указанные вами пропеллеры без редуктора.
Если я ошибаюсь, поправьте меня.
Вы в большинстве случаев так увлеклись оборотами, что упустили вопрос о крепеже ДВС.
Хотелось получить Ваши рекомендации по простому и надежному креплению ДВС на ЛА!  Ориентировочный удельный вес ДВС 0,8-1 кг / л.с.

 

[__Сергей Николаевич__]

Продолжение № 2.
Планирую в ДВС заложить следующими возможности:
- стабилизатор оборотов;
-синхронизатор – уравнитель тяги ( для работы с 2-4-я однотипными ДВС);
- перестраиваемый думпер - гаситель вибраций;
-  хитрое магнето (1 или 2 шт.) на каждую свечу цилиндра
( если обычное  магнето выходит из строя, то ДВС заглохнет, в хитром магнето , не будет работать 1-2 цилиндра, но ДВС не заглохнет);
- система экстренного форсажа (СЭФ) ( срабатывает когда резко ручкой газа увеличиваем газ, вводится для  экстренного случая при столкновении в воздухе или при посадке с препятствием уйти резко вверх, а также СЭФ можно немножко использовать в высотном режиме 3-5 км  и выше).
Это что пока задумал! Вашу критику и предложения приму без обид и с пониманием!
Особенно меня интересует надежность ДВС посоветуйте и подскажите на
что обратить особое внимание!

 

[__Сергей Николаевич__]

Продолжение № 3.

Теперь отвечаю для каждого персонально:

Alex_54 – Александр! Спасибо за прекрасное предложение по производству!
Буду иметь в виду, но вначале попытаюсь использовать местные производственные
мощности (Моторный, Турбинный заводы).Если не секрет сколько стоит нормо-час?
У нас 1500 руб / час.
В какой программе чертить чертежи, чтоб трансформировать для станков ЧПУ,
(если таковы есть  у  Вас )?    Черчу  в AutoCAD 2007.

И-  Прошу у Вас извинения, что из-за моего не каретного вопроса Вас дискуссионно побили!
       Извините! Вы как спец правильно поняли мой некорректный вопрос и корректно ответили на вопрос. Спасибо!
Пока не понятен Ваш ориентир 220 м/с, в книге его не нашел.
На что он влияет? Догадка, чтоб момент не рассыпал подшипник вала ДВС и пропеллер
не рассыпался! Какая особенность пропеллера при 1000л.с.?
Мощность зависит от: давления вспышки в цилиндре, рабочего объема и оборотов.
Фиксируем значения давления вспышки в цилиндре и обороты, получается, что нужно увеличивать рабочий объем, за счет количества поршней.

 

[__Сергей Николаевич__]

Продолжение № 4.

KAA – Из Вашего практического опыта дайте пожалуйста режимы работы
пропеллеров:
– обороты(об \ мин) –диаметр (мм) -вес (кг)  для 3-5 типов самых  широко используемых пропеллеров  ( пример для ответа - 1700-2700-3.5,
где: 1700 обороты-2700-диаметр-3.5-вес).

Вячеслав Ат. - Спасибо Вам!
Ваше пожелание звезда –горизонтально невыполнимо,  широкая получается.
Кабину выше нельзя сделать?
ВАЗ комплектация отпадает. Ваз льет блок цилиндров, не выпускает
гильзы. Конечно можно “извратиться”, купить хотя бы 5-ть блоков и болгаркой отрезать крайние цилиндры. Поверьте –это дорого и муторно резать чугун.
Вас устроит комплектация  ГАЗ ( Волга, Газель), диаметры поршней - 92мм и есть гильзы цилиндров. Пожелания по редуктору учту, но не обещаю, я подумаю.
     Из основ аэродинамики знаю, что М11 помогала поднять  По-2 подъемная сила крыла 33 квадрата.

 

[__Сергей Николаевич__]

  Продолжение № 5.
Алексей SPB  -Вы правы 8400об /мин – для гаражной  звезды!- она  рассыплется по своим 9-и лучам!
Правда можно сделать поршня  и цилиндры из стали, но это уже не гаражный вариант!

Roman111 – Спасибо за вопросы ! Отвечаю на Ваши вопросы.
1. Когда начал прорабатывать вопрос по ЛА начал с ДВС.
Попалась книга :
под ред. В.Г. Микеладзе “Авиация общего назначения” изд. ЦАГИ 1996г.
Стр.10 . таблица № 1.1 -  ЛА :1-2 местный - ДВС    100 -160л.с.
                                                  3-4 местный - ДВС    180 - 240л.с.
                                                   5-6 местный - ДВС    320 - 440л.с.

Стр.10, таблица № 1.2 Амфибии ЛА: 1-2 местный - ДВС    150 – 200 л.с.
                                                             3-4 местный - ДВС     220 – 240 л.с.
                                                             5-6 местный - ДВС     360 – 500 л.с.
Взял с запасом среднюю 440 л.с..
Планирую разработать ДВС конкретно на 4-5 мест.

2. Просматривая форум по силовым установкам ЛА, кто во что горазд, что было доступно
из ДВС то и ставят. Пришла в голову мысль разработать  ДВС и отдать в массы!
Я человек не корыстный, мне жалко рукастых людей, глядя как  решают свои проблемы в силовых установках на ЛА.

     Дай Бог! Живы будем и все получится! ВЫ первый получите комплект КД и Гаражную Технологию (ГТ).
Будете лично проверять гаражную технологию у себя в гараже.
Хорошую дали характеристику ДВС из своего опыта, в Перми делали М-14,
вот остатками деталей и торгуют. Ориентируюсь на авто- комплектацию.

 

[__Сергей Николаевич__]

Продолжение № 6.

alex-vld -Ваши термины не понятны по поводу «…3000 об/мин, …чтоб в режим
60-90 укладываться нормально».

charlie – Будем живы и если все получится дадим Russian Lycoming в массы!
Я думаю авиаторы-любители от безысходности, что могут достать из того делают в основном 1-2 местные, а в душе мечтают 3-5 местный, а если для 5и- местного конкретно вот и идеальный!

Сталинский Сокол – Поделитесь пожалуйста Вашими соображениями по поводу
Пропеллера на 4-5местный, с взлетной массой 1000-1300 кг?

 

[__Сергей Николаевич__]

  Продолжение № 7.

GRAMOPHONKEN –Спасибо за комплемент! Я умею читать между строк и намек понял!
Четыре года до пенсии и четыре года после – срок конструирования и изготовления ДВС = 8 лет!
Обещать не буду, но постараюсь!
Теперь  о  Черновских  “ЧЕшках” ( так назвали на форуме).
Много времени просидел в интернете изучая ЧЕ-22,ЧЕ-25,ЧЕ-29.
http://saon.ru/forum/viewtopic.php?f=158&t=4095&sid=b3589310b22841face5e52e41f2503da
-отзывы и посмотрел фото  лодочки (Корпус).
По видео тяжелый взлет 6 человек, нет синхронизатора – стабилизатора тяг 2х  Ротаксов.
Стабилизация ликвидирует крен. Поплавки должны используются только при стоянке.
Высота примерно 1-3 метра и видео кончается. Выше подымит 6 человек?
Смотрите дополнительно мой  ответ № 1 в ответе Roman111.
Вот авария ЧЕ-29 там отчет комиссии.
http://aviaforum.ru/threads/aviacionnoe-proisshestvie-s-samoletom-che-29a1-ra-1792g-v-xmao.37118/
Мой личный вывод Ротаксы слабы для амфибий.
На ЧЕ и L  делают легкую лодочку-корпус, чтоб Ротаксы ее подняли, а при посадке аварии,
корпус не выдерживает нагрузки ударной силы.
На амфибиях ЧЕ и L одна и та же ошибка ( кто у кого слизал трудно сказать)
у обоих амфибий сопротивление глиссерной плиты  приложено с переди  центра тяжести амфибии.
     Отсюда рыскание корпуса (знаю из опыта маломерных судов),
нужно делать широкоскулые минимум 2-х плитный глиссерный обвод.
Обвод скажу сложный, но устойчивый, бревно в воде перережет даже не заметите.
Такой корпус 4-е Ротакса  смогут поднять.
Ссылка других аварий ЧЕ:
http://www.uralinform.ru/news/incidents/173316-v-hanty-mansiiske-utonul-chastnyi-gidrosamolet/
Аналогические аварии и с L – 42, на нем главный конструктор L – 42 погиб.
Про Черновские редукторы  промолчу!
Спасибо вам!

 

[__Сергей Николаевич__]

  Продолжение № 8.
Urii – Дайте пожалуйста, если не секрет параметры вашего пропеллера (диаметр, вес, размеры посадочного места пропеллера  на вал ДВС)

-Сергей – -Не желательно использовать импорт редуктор, тем более б/у, а новый дорог.

ALEXBOND – Базовая комплектация  ВАЗ, ГАЗ, УМЗ. Делается немножечко проще, чем Вы описали.
Одно НО! Коленвалы  от машин брать нельзя, они не работают на радиальные усилия, только вертикальное
расположение цилиндров. Цилиндры вниз ставить не желательно, может гидроудар быть от масла в цилиндре. Не какой электроники на процессорах- только транзисторы и микросхемы.
Спасибо за Ваши пожелания!

termit – 3х –цилиндровая звезда самый неуравновешенный ДВС по крутящим и резонансным моментам
из семейства звезд.
     7и-звездную в гараже не сделать. Разделите 360/7 , вы с какой точность в гараже такой угол
отмерите? Оптимальная 5и –звездная.
Система смазки, с которой Вы ознакомились работает на оборотах 5-6 тыс. оборотов с с масляным поддоном, на рисунке звезда –это кто -  то курсовой делал.
Масло в топливо лить не желательно, октановое число изменяете.
80 л.с даст и 5-и цилиндровая звезда, но интересует 400 - 440л.с. для 4-5 мест ЛА.

fan444 – Выслушиваю все мнения и чем больше тем лучше!
Опозиты (Ротаксы и др.) хороши, что плоские, но должны быть широкими, чтобы свести силу давления поршня на стенку цилиндра к минимуму, плюс к этой
силе добавляется сила тяжести группы- (поршень, кольца, палец и часть шатуна отнесенная к поршню). Сила давления поршня создает овализацию (овал) полости цилиндра.
Теряется компрессия и опозиты долго не “живут” без кап –ремонта.
Широкие ( длинно-шатунные) опозиты дольше живут, если усилить коленвал и картер, но сила давления поршня создает больший момент и цилиндры как бы пытаются с хлопнутся в низу по вертикальной оси. Такие динамические недостатки опозитов.
Хочу сделать попытку создания оптимального “велосипеда”.
     Смотрите мой ответ под номером 2 в ответе и ответ  Roman111.

   

 

[__Сергей Николаевич__]

Прошу меня извинить, если кого упустил! Дайте знать, допишу!
Извините, если, что не так поправите меня!
Всем спасибо!

 

[И]

Пока не понятен Ваш ориентир 220 м/с

220 м/с, это скорость с которой начинает проявляться волновой кризис на передней кромке пропеллера, что увеличивает его сопротивление и,как, следствие, требует дополнительной мощности мотора на его преодоление. Число 220 м/с взято из,  какой сейчас не помню, книги. То ли у Юрьева, то ли у Александрова.

Какая особенность пропеллера при 1000л.с.?

При такой мощности пропеллер должен иметь достаточный запас прочности на разрыв от центробежной силы. Скорее всего это будет металлический трех лопастной пропеллер. Кстати, металлические пропеллеры, если я не ошибаюсь, к применению в СЛА запрещены.

В какой программе чертить чертежи, чтоб трансформировать для станков ЧПУ

В любой, в которой есть возможность автоматического построения G-кода. В SW такая возможность есть.

Черчу  в AutoCAD 2007.

Если в нем можно строить 3-Д модели, то, думаю, что да. Или можно сохранить модель в каком-либо формате, который понятен SW или подобной программе.

 

[KAA]

Про 220 м/с. Из книги Юрьева.

 

[Lapshin]

Замечу, что в книге Юрьева изложен несколько пессимистичный взгляд на работу винта при больших скоростях концов лопастей. Когда скорости самолетов выросли настолько, что сама поступательная их скорость стала соизмеримой с озвученными цифрами, к неописуемой радости создателей такой техники выяснилось, что волновой кризис, на деле, оказал существенно меньшее влияние на работу винта, чем считалось ранее. Хотя влияние, безусловно, есть.