Avion: utilizarea motorului cu piston, angrenaj mic

Transport și noi de transport: energia, poluarea, motor, concept, vehicule hibride, prototipuri, controlul poluării, reglementările privind emisiile, taxa. nu moduri de transport individuale: transport, organizare, carsharing sau carpooling. Transportul fără sau cu mai puțin ulei.
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79323
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11042

Avion: utilizarea motorului cu piston, angrenaj mic




de Christophe » 14/04/08, 13:20

Am încărcat un raport al unui proiect de student mic pe care l-am făcut în 2001 pe motoare cu piston în aviație (ușor, dar nu numai). Este destul de sintetic și nu va învăța nimic pentru kk1 care știe puțin despre domeniu. Pentru alții, acesta va oferi câteva elemente de bază.

Pentru a descărca aici: Aviație, motoare cu piston în aeronautică

Iată rezumatul

1. Evoluția motoarelor cu piston în aeronautică
1.1. Istoricul motorului
1.1.1. Primele motoare
1.1.2. Motoare cu piston
1.1.3. Avioane cu jet
1.2. Influența avionului asupra automobilului
2. Tehnologia curentă a motorului cu piston
2.1. Rolul unui propulsor, general
2.1.1. Motoare cu acționare directă
2.1.2. Motoare cu acționare indirectă
2.2. Motoare cu piston: concept de putere și eficiență
2.2.1. Eficiența motorului
2.2.2. Eficiența elicei
2.2.3. Performanță generală
2.3. Diferitele tipuri de motoare cu piston
2.3.1. Motoare online
2.3.2. Motoare cu stea
2.3.3. Motoare plate
2.3.4. V motoare
2.4. Conceptele de elice
2.4.1. Caracteristicile geometrice ale unei elice
2.4.2. Limitele unei elice
2.4.3. Elice cu pas variabil
2.5. Variația puterii pe un motor cu piston al aeronavei
2.6. Funcționarea circuitului de cronometrare al elicei
2.7. Caracteristici speciale ale unui motor de aviație în comparație cu automobilul
2.7.1. Particularitățile componentelor
2.7.2. Studiu de carburare
2.7.3. Supraîncărcarea în aeronautică
2.7.4. răcire
3. Înlocuirea motoarelor cu piston în aeronautică
3.1. Alte sisteme de propulsie
3.1.1. turbopropulsoarele
3.1.2. Motoare turbojet
3.1.3. Stratoreactorii
3.1.4. Motoare rachetă
3.2. Înlocuirea motoarelor cu piston: exemplu Canadair
3.3. Motoare diesel: exemplu de motor Morane Renault


Pentru a descărca aici: Aviație, motoare cu piston în aeronautică
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79323
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11042




de Christophe » 14/04/08, 13:27

După difuzarea acestui raport, am primit un e-mail de la domnul Paul Lucas, co-creator al Dieselis, mi-a făcut multe comentarii înțelepte. L-am întrebat dacă le pot pune aici sau mai bine că el însuși se înregistrează pe forums.
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79323
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11042




de Christophe » 14/04/08, 14:13

Iată observațiile pe care le voi integra cât mai curând posibil în raport

Paul Lucas a scris:1.1.2

>> era nevoie de un alt tip de motor, mai ușor și mai musculos

nu, a fost o celulă mai bine proiectată, care a fost esențială: dacă nu stabilă și ușor de pilotat, cel puțin controlabilă, ceea ce nu a fost cazul mașinilor Ader.

Pe de altă parte, motorul său era clar mai puternic și mai ușor decât cel al lui Wright (12 cv).

Contribuția decisivă a lui Wright nu este forța lor motrică, ci este metoda lor experimentală: teste, progresie metodică, învățarea la pilot și practica controlată a virajului cu trei axe (deformare).



>> un motor de automobile puternic modificat

un motor de tip auto (4 cilindri în linie)



>> asigurați doar ridicarea necesară

nu ridica, viteza



>> spiritul lui st louis echipat cu un vârtej

a unui „vârtej” Wright.

Compania poartă numele fraților Wright, dar nu fac parte din ea.



113


>> motoare cu piston 1/2 kg de forță pentru fiecare kg de motor

Tracțiune statică?

tracțiunea este de aproximativ 1.5 - 2 kg pe cal

masa motoarelor cu piston din perioada primelor reactoare (1944) era în jur de 0.5 până la 0.6 kg / CP

ceea ce produce 3 - 4 kg de tracțiune per kg de motor



>> în timpul accelerării puternice, elicele ...

la viteza maximă continuă, la nivel (viteza de rotație + viteza de avans) apare problema vitezei la vârful lamei.



222 Eficiența elicei

următoarea formulă este cea pe care o citim în toate cărțile, dar este deschisă discuțiilor, deoarece nu reprezintă realitatea fizică.

Dacă setăm Vp = 0 (planul la punctul de oprire), avem eficiență zero, deci, teoretic, tracțiune zero, ceea ce nu este cazul.

Elica nu accelerează un avion, ci accelerează o masă de aer.

Prin urmare, ar trebui să luăm în considerare nu viteza planului, ci viteza masei de aer care trece prin elice, care nu este niciodată zero, chiar și cu avionul oprit.

Viteza în aval de elice este> viteza avionului.



>> eficiență constantă, aproape de 0.85

depinde de regimul de zbor (urcare sau croazieră).

Eficiența variază mai mult, în funcție de regimul pentru care eliza este optimizată, să zicem de la 0.70 la 0.85



23

>> 4 familii numeroase

2 familii: stea,

în linie, single sau double (V sau plat)





132 Curtiss



>> cel mai puternic motor stea

single star: 2100 CP, ok

motoarele cu două stele au atins 3500 CP



241 palid și nu palid



>> răsucirea corespunde ...

răsucirea este o variație a reglajului pentru a obține o distribuție optimă de ridicare de-a lungul lamei.



>> secțiunea de referință

la 70 sau 75%, nu la 50%



27

>> viteza este de aproximativ 3000 de rotații

mai degrabă 2500 - 2700



>> ... cu cât cuplul mediu este mai stabil

este regulat.



311

Odată cu evoluția prețului petrolului (și preocupările privind poluarea), există o lipsă de informații esențiale cu privire la TP (turboprop): variația consumului lor specific, în funcție de procentul de putere. Am putut să stabilesc o curbă pentru Caravana Cessna 208 (test de zbor). Documentul ATR a validat forma acestei curbe. Sfc-ul unei turbine la ralanti este foarte mare, vezi curba atașată (document sursă ATR). Consumul mare în parcare (ATR în modul Hotel: motorul potrivit înlocuiește APU), atunci când conduceți, când mergeți în jos. Aceste informații nu apar pe niciun site al producătorului de TP, desigur. Performanțele foarte slabe ale reactoarelor și TP-urilor cu sarcini reduse (și emisiile asociate, o combustie incompletă) sunt responsabile de poluarea foarte ridicată pe aeroporturi. Cel mai rău dintre toate, Concorde: 800 kg la 1 tonă de combustibil pentru taxare.



32

>> TP sunt încă utilizate în planurile de îmbătrânire (?)

ATR 72-500, Bombardier Q-400: consumă mai puțin decât jeturile și vinde foarte bine!



>> elicea face posibilă atingerea M 0.6 până la M 0.8

M 0.5, ok, M 0.6 mare max. Dincolo de asta este un elic special transonic



32 Renault Morane

denumire modificată ulterior SR: Snecma-Renault



>> raportul 10 între mașină și avion

Găsesc un raport de aproximativ 3 la 5

autoturism 40 - 80 kW / tonă

aeronave 100 - 200 kW / tonă



>> design robust

motorul poate fi robust, dar designul?

Fiabilitatea provine din eliminarea contactului, admisie prin pompă de injecție în loc de carburator, combustibil lubrifiant pompei și, mai ales, din experiența acumulată de milioane (sau miliarde) de motoare industriale și de altă natură. Din acest motiv, un motor diesel de avion trebuie să fie cât mai aproape de producția în serie și nu un motor „ideal”, a cărui dezvoltare va fi inevitabil lungă și costisitoare. Dezvoltarea unui „nou” motor costă de trei ori mai mult decât modificarea unui motor existent. Ordin de mărime 3 ME în loc de 100 - 30 (info inginer motor de la Renault). Atașat este un extras din documentul Snecma referitor la opțiunile tehnice ale motorului SR.





>> specificațiile motorului diesel

lipsește un criteriu decisiv (respectat de Thielert care folosește bazele Mercedes):

- motorul trebuie derivat dintr-un motor de automobile pentru a reduce costurile de dezvoltare la un nivel suportabil și pentru a integra know-how-ul industriei auto (fiabilitate). Blocul trebuie modificat cât mai puțin posibil. Aceasta implică o deplasare a unității <0.7 litri și răcirea cu apă. Aproape toți producătorii de automobile au renunțat la răcirea cu aer. În aviație, răcirea cu aer conduce la o limitare a anvelopei de zbor: motorul este mereu prea fierbinte la urcare (ne îmbogățim pentru a ne răci, partea de sus!) Și prea rece la coborâre, șoc termic. Avioanele rapide alimentate de motoare Lycoming nu pot urca sau coborî abrupt.



Concluzie

Ceea ce a oprit dezvoltarea motorului cu piston în anii '50 a fost limitarea vitezei (propulsia elicei), față de cererea de viteză mare (transatlantică de lungă durată), sosirea reactoarelor de încredere ȘI costul minim combustibil. Consumul primelor reactoare a fost foarte mare. Ultima DC-7 și Lockeed Constellation aveau 30 și 35 litri de combustibil, B 000 capabil să treacă Atlanticul 707 - 80 litri.



Progresul reactoarelor

Iată câteva documente:



Îmbunătățirea performanței aeronavelor 1960 - 2000. A se vedea documentul Dgac - Snecma.

Producătorii de motoare (reactoare) își prezintă avantajul tehnic cu „uitarea” motoarelor cu piston.

Ultimele motoare „compuse” care au recuperat energia din gazele de eșapament au avut un sfc de 0.175 kg / hp / h



idem, cu cifre din 1930.

Cifrele anterioare anului 1960 arată că s-au înregistrat progrese în principal în viteză, dar nu foarte mult în consum / kilometru.

Aeronavele cu tracțiuni medii (A320) consumă mai mult decât cursa lungă, nu pentru că sunt mai puțin eficiente, ci pentru că petrec mai mult timp la o sarcină mică a motorului.



Perspective

Astăzi putem face avioane cu motoare diesel (elice) care consumă jumătate mai mult decât avioanele cu turboprop și de trei ori mai puțin decât avioanele cu jet.

Poluarea aeroportului poate fi, de asemenea, împărțită la 10 (ciclul LTO):

. un A380 consumă 3980 kg de combustibil în ciclul LTO, adică 7 kg pentru 550 de pasageri

. o aeronavă cu motorină ar consuma 700g per pasager pentru același ciclu.

Cu stimă,

Paul lucas
0 x
Chatham
Am postat mesaje 500!
Am postat mesaje 500!
posturi: 536
Înregistrare: 03/12/07, 13:40




de Chatham » 14/04/08, 15:14

Sunt în general de acord cu observațiile lui Paul Lucas, cu excepția:
Cel mai puternic motor cu piston care a fost în service a dezvoltat 3750 CP (Wright R3350 18cyl turbo compound în ultima sa versiune), dar 3500 CP (injecție directă de benzină) pe superconstellație.
Eficiența elicei de 70 până la 85% pe avioanele mici, a atins 98% în cel mai bun caz la altitudine și viteza de cea mai bună eficiență: elice anti-rotative sovietice de tip transonic: vezi TU 95 bombardier care zboară cu 925 km / h (235kw / ton) cu 15000km de autonomie ... este mult mai bun decât un jet B52 ... care este puțin mai rapid (1000 km / h)

În anii 50 am trecut și la reactoare pentru alți factori:
- 4 x costuri de întreținere mai mici
- greutate jumatate mai putin la egalitate
- mai puțin zgomot și fără vibrații
Pentru viteza am fi putut face avioane cu elice comerciale care zboară la 800 km / h fără prea multe probleme (a se vedea TU 114 din anii 50 și 60 = 770km / h în timpul croazierei ...)

În 1935, exista motorul diesel Clerget star al cărui consum era de 175g / cv / h, la fel ca Renault Morane 60 de ani mai târziu, dar cu un raport putere-greutate mult mai bun decât SMA, care nu are cu adevărat nimic. revoluționar ... și a cărui evoluție a fost influențată de numeroase incidente : Mrgreen:
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79323
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11042




de Christophe » 14/04/08, 15:43

O curbă bună este mai bună decât toate discursurile după cum spunem:

Imagine
Dernière édition alin Christophe 15 / 09 / 08, 22: 58, editate 2 ori.
0 x
Plxdesi
Descopesc econologia
Descopesc econologia
posturi: 2
Înregistrare: 15/04/08, 18:26




de Plxdesi » 15/04/08, 19:26

> Eficiența elicei cu 70 până la 85% pe avioane mici, a ajuns la 98% (elice sovietice contrarotante)
Nu, cu siguranță nu: eficiența maximă de propulsie este în jur de 0.90 pentru o mașină contra-rotativă, și sub Mach 0.7. Viteza totală (viteza avionului și viteza de rotație) fac din acest Mach o barieră absolută dincolo de care eficiența poate scădea doar pentru că viteza la vârful lamei depășește cu mult M 0.80. Companiile aeriene (aripi în creștere, profiluri supercritice) nu depășesc M 0.85 din același motiv.

> bombardierul TU 95 care zboară la 925 km / h (235 kW / tonă) cu o autonomie de 15000 km ... semnificativ mai bun decât un jet B52 ... care este doar puțin mai rapid (1000 km / h)

Tu 95, viteza de croazieră 720 - 750 km / h. Record de viteză înregistrat în 1989: 834 km / h. Tu 95 a reușit să atingă această viteză, deoarece era foarte puternic. Elice transonice speciale (nu a fost cazul cu Tu 95) pot merge până la M 0.80, dar acest lucru este cu costul unei pierderi de eficiență, care scade în jurul valorii de 0.82 la Mach 0.80.
Surse "Peyrat-Armandy, avioane de transport", Tu-95 Bear Warbird Tech Series
0 x
Chatham
Am postat mesaje 500!
Am postat mesaje 500!
posturi: 536
Înregistrare: 03/12/07, 13:40




de Chatham » 15/04/08, 21:59

Christophe a scris:O curbă bună este mai bună decât toate discursurile după cum spunem:

https://www.econologie.com/photo/puissan ... iation.gif


Știu această curbă, prinderea este că este înclinată, deoarece în anii 50 nu exista nicio carte, avionul era un mijloc de transport de lux și punctele care sunt notate pentru Avioanele recente cu jet sunt versiunile de înaltă densitate (A380 cu 800 de locuri, de exemplu ... (salut confort ...)
Astfel, cele mai moderne avioane A340, B777 sau A380 în versiunea normală au un consum, în realitate, echivalent cu cel al BR763 care, în sine, era de fapt puțin mai mic decât cel al Loockeed 1049 Superconstellation (sursa Air France), ceea ce este adevărat a fost mai repede ...

Cât despre Plxdesi, el tinde să rescrie istoria aviației pe baza unei surse unice ... Prefer să cred surse mai serioase și multiple, mai ales când informațiile se suprapun ...
0 x
Christophe
moderator
moderator
posturi: 79323
Înregistrare: 10/02/03, 14:06
Locul de amplasare: Planeta cu efect de seră
x 11042




de Christophe » 15/04/08, 22:04

Ah, da, bună remarcă Chatam ...

În plus, A380 lipsește, trebuie să fie „sud-sud-est” de B 777, presupun ...

Deci, ce așteaptă să refacă motorina, apoi producătorii?
0 x
Andre
Motorul de căutare Pantone
Motorul de căutare Pantone
posturi: 3787
Înregistrare: 17/03/05, 02:35
x 12




de Andre » 16/04/08, 07:04

bonjour

Pentru aviația mică, puține motoare mici au fost dezvoltate și au reușit bine (în intervalul 60 CP la 180 CP) nu aș vorbi de fiabilitate, ci de adaptarea avionului / motorului / elicei.
Printre cele mai de succes Continental 90 CP, viitoarea 180 CP
Cel mai slab adaptat și cel mai răspândit continental 100 CP, 85 CP, Franklin 125 CP
Cel mai rău cârlig al elicei motorului este pe Cessna 150 și este cel mai vândut avion ...
Un motor de avion trebuie să aibă un cuplu mare, are un design diferit de un automobil,
Trebuie să se întoarcă la 2800 rpm maxim, să atingă cuplul maxim în jurul valorii de 2300 rpm, să aibă 75% din puterea sa la 2400 rpm să fie capabil să furnizeze 80% din puterea sa în mod continuu, iar dacă este montat pe o elică cu un pas fix poate fi capabil să procure 100% din puterea sa nominală la nivel.
Fiind simplu, ușor, robust, este de încredere,
Acest lucru este potrivit pentru motoarele de deplasare (mari) cu un arbore cu came care are o forță de cuplu și de putere la viteză mică (tot opusul motorului ascuțit pentru automobile)

În mod ciudat, observăm că acestea sunt caracteristicile motorului diesel
Dezavantajul motorului auto este greu, încetinit, are nevoie de un volan destul de consistent, își va căuta puterea maximă la viteze de 4000 rpm, ceea ce impune producătorului să instaleze un reductor, care să aibă dezavantajul limitării alegerii în elice.
Helice metalice cu reductor de viteză pun o problemă pe angrenaje
Reductoarele de centură necesită înlocuirea centurii la fiecare 500 de ore
Un reductor este, de asemenea, pierderi mecanice, creșterea în greutate a motorului se pierde în reductor.
O altă problemă a motoarelor auto este toată servitutea electronică care nu poate fi dublată pentru fiabilitate și care este mai puțin utilă pentru motoarele cu viteză constantă.

În domeniul aviației fiabilitatea vine înainte de randament și economie.

Dacă producătorii de automobile au proiectat un motor diesel cu injecție indirectă mecanică, care are o deplasare destul de mare, întreaga sa putere la 3000 rpm
Cuplul său maxim la 2000 rpm o greutate interesantă, ar face candidatul ideal pentru un avion.

Spre deosebire de ceea ce mulți oameni cred despre elice, un elice cu pas variabil, are o răsucire perfectă doar într-o anumită poziție, când lama se întoarce pe butuc, răsucirea teoretică variază mai repede la vârful lamei decât la butuc.
Devine defavorabil pentru pasul cel mare.
Un elice cu pas variabil este util doar pentru un avion rapid, instalarea unei elice cu pas variabil pe un Piper J3 sau un ULM care are o viteză de 120 km / h în sus și o viteză de 160 km / h de croazieră este ridicolă, a elicea cu un pas fix proporționat este de asemenea eficient.
Un elice bun are o alunecare scăzută de croazieră în jur de 10%
Trebuie să aibă un diametru suficient de mare pentru a avea o viteză la capătul lamei în jurul a 750 kmh (cea care se transformă cel mai rapid pe Cessna 180 ajunge la 1050 kmh la capătul lamei la decolare) într-o croazieră în jurul valorii de 800 kmh.
Tendința este să instalați elice cu diametru mic, pentru a compensa lipsa cuplului motoarelor, ceea ce face o alunecare semnificativă la decolare și montat. (cazul Cessna 150)
Există mai multe școli de gândire în funcție de țară
În Rusia este elice mari, picătură palidă, vârf pătrat
În America este o elică minimă mare de 1,80 m la 2,15 m cu vârfuri medii, pătrate pătrate sau rotunjite. Duralumină și compozit
În Franța este vorba de elice mici, cu capete înguste, îndreptate sau ușor rotunjite în general în lemn sau compozit.

Cele mai bune elice au fost proiectate de Lucien Chauvier în primele zile ale aviației, aproape toate elicele au fost preluate din desenele sale.
Uneori mă întreb de ce se pierde această cunoaștere.

André
0 x
Plxdesi
Descopesc econologia
Descopesc econologia
posturi: 2
Înregistrare: 15/04/08, 18:26




de Plxdesi » 16/04/08, 10:56

> punctele care sunt remarcate pentru avioanele recente sunt versiunile cu densitate mare (A380 cu 800 de locuri de exemplu ...
Această cifră provine dintr-un document Dgac-Snecma din 2005. A380 este probabil că nu există.
> Când este la Plxdesi, el tinde să rescrie istoria aviației pe credință dintr-o singură sursă ... Prefer să cred surse mai serioase.
1. Vrei să spui că cartea lui Peyrat Armandy nu este o sursă serioasă? Ar fi bine să vă citați sursele.
2. Documentul de pe Tu-95 menționează 14 recorduri mondiale, în viteză și altitudine la diferite sarcini. Dacă acest avion ar putea atinge 900 km / h sau mai mult, ne întrebăm de ce nu a fost stabilită această înregistrare.
> Eficiența elicei de 70 până la 85% la avioanele mici a ajuns la 98% în cel mai bun caz ... elice contrarotante.
Eficiența de 0.98 pe care o dați pentru o elice contra-rotativă este valoarea teoretică a eficienței propulsive (în fluid perfect fără pierderi datorate rotației), care este evident mai bună decât eficiența efectivă a elicei, cea pe care ați dat-o pentru " avioane mici ”. Interacțiunea oferă pentru Tu-95 o eficiență propulsivă de 0.988 pentru o eficiență eficientă a elicei de 0.90. Un „avion mic” poate ajunge la 0.86 - 0.87 randament efectiv.
0 x

Înapoi la "Transport nou: inovații, motoare, poluare, tehnologii, politici, organizare ..."

Cine este conectat?

Utilizatorii care navighează în acest sens forum : Nici un utilizator înregistrat și oaspeți 261