Конструирование двухмоторного самолета

[Denis]

Это позор конструкторов Сессны. Еще они делали двухместную опытную машину с таким же двухбалочным фюзеляжем и толкающим винтом. Мотор был тот же Континентал О-200, что и на С-150. Испытали, опозорились и закрыли тему.
 Толкающий винт неэффективен в любой известной конфигурации. Он работает в существенно возмущенном и завихренном потоке, что вызывает значительную дополнительную потерю КПД. Притом, если на малых углах атаки (крейсерский режим), эти потери по сравнению стянущим винтом иногда могут быть сведены к единицам процентов, то на режиме набора высоты они растут прогрессивно, за счет переваривания винтом мощного срывного следа со спины фюзеляжа. Персечение лопастями толкающего винта вихревой пелены, стекающей с задней кромки крыла (существенно в том числе и для компоновки С-337) дает резкий и противный шум, особенно сильный у мощных скоростных самолетов (Beechcraft Straship, Piaggio Avanti) этот шум - поваерхностная сторона тяжкой пытки, которую испытывают лопасти этого винта. Вибрационные нагрузки могут привести к раннему накоплению усталостных трещин и разрушению винта в полете. Этоа проблема влечет за собой большой объем дополнительных испытаний.  Для любительских конструкций  с высокими ЛТХ, например, для для рутановских уток было разрешено использовать исключительно деревянные ВФШ.

У С-337 оба винта работают в плохих условиях. Из-за размещения второго мотора в токающем положении за кабиной, фюзеляж имеет обширный донный срез, увеличивающий его сопротивление. Когда на носу этого фюзеляжа стоит нормальный тянущий винт, этот донный срез целиком оказывается в струе этого винта и добавляет серьезные потери тяги. Поэтому КПД тянущей СУ у этого самолета значительно понижен по сравнению  с традиционными машинами. Толкающий винт отсасывает срывный слой с этого донного среза и восстанавливает безотрывное обтекание фюзеляжа. Таким образом, толкающий винт в этой схеме помогает тянущему. Но сам он при этом сильно теряет в КПД не только из-за работы в турбулентном потке с фюзеляжа и крыла, но и из-за воздействия на него струи передненго винта. При работе обоих моторов на этом самолете вклад их в пропульсивную мощность неодинаков и у толкающего он меньше. Самолет по-разному реагирует на отказ переднего и заднего двигателей, причем отказ заднего может сопровождаться вялой реакцией, что затрудняет его распознавание.
 С другой стороны. основная цель проекта - получение преимуществ при длительном патрулировании с выключением одного двигателя не была достигнута. Двухмоторный самолет нормальной схемы с высоким аэродинамическим качеством и длинным крылом идет на одном моторе с ничтожными дополнительными потерями на сопротивление зафлюгированного винта и балансировку асиметрии тяги. Балансировка обеспечивается креном всего в 1-2 градуса при нейтральных рулях.
Действительно уникальным американским легким самолетом, принимавшем участие в тех военных конфликтах был Helio Courier.   

[preacher]

Ветеран, а Бекас то не разметает, за собой химию?

[Ветеран]

Так немного не та конструкция, у Бекаса струя выше проходит и тоже закручивает, а тут прямо в плоскости шлейфа получается.

[preacher]

Так никто ж не заставляет делать точную копию. Можно сделать одноместный, для лучших условий толкающему винту.  Поднять задний двигатель, поставить его на 20-30%  мощнее (учитывая затененность кабиной) чем передний. Ну а штангу, можно за стойками шасси, разместить пониже, насколько это возможно, и можно с небольшой V-образностью.

[Ветеран]

Если мы говорим о химике, то такие сложности не имеют смысла. Основное в химике бак, обзор для пилота и его безопасность, энерговооружённость и проходимость. А вопросы отказа второго двигателя это не из этой оперы. Качество внесения жидкости зависит от скорости полёта, высоты полёта и расположения форсунок. Всё остальное лишнее. Лучше конечно тянущий винт и поток с крыла низко расположенного. Это уже всё доказано и опробовано много раз.

[Ветеран]

Вот класскная конструкция!

[8k65]

Чисто качественные рассуждения ещё не доказательство.  В своё время компоновку Су-27, как интегрированного крыла, ЦАГИ отвергло, академики аэродинамики очень много умных слов наговорили , не хотели давать добро даже на предварительный цикл продувок - давай классику, как у F-15, янки ведь не дураки. Данное обсуждение конечно не конструкторский совет КБ, но всё же было бы здорово ,если бы можно было бы посмотреть более убедительный материал, ну да хоть результаты продувок , или в ANSYSе построенное визуализированное обтекание рассматриваемой схемы и проводить сравнение...

[preacher]

Тогда почему не засветить этот химик?
Ветеран, вы с такой легкостью, отбрасываете концепции, как будто наперед знаете их ЛТХ, и поведение в воздухе? Даже опытные конструкторы, не всегда знают чего ожидать от своего детища.

8k65, полностью с вами согласен.

[zloy]

Воприс такого порядка. Где на высокоплане лучше всего работают форсунки?
В каком месте наиболее эфективно нужно поставить штанги  с распылителями?
Сдвигать к эадней кромке,расстояние от крыла,какое?
Как влияет скос потока с крыла на прижимание химикатов к земле?
У кого то есть такой опыт? Что посоветуете?

[Ветеран]

Тогда почему не засветить этот химик?
Ветеран, вы с такой легкостью, отбрасываете концепции, как будто наперед знаете их ЛТХ, и поведение в воздухе? Даже опытные конструкторы, не всегда знают чего ожидать от своего детища.

8k65, полностью с вами согласен.

Ну вы же сами ответили на свой вопрос Z-37А как раз то о чём я и говорил.
И самое главное есть ли у нас время идти по пути получиться -неполучиться?
Мы же в реалиях сего дня. А то, что конструкторы думают на перёд, дак вперёд и выше!

[preacher]

Юрий Федорович, думаю что вы и сами примерно знаете, где разместить штангу с форсунками. Ну а добиться оптимальных результатов, без нескольких экспериментов, на конкретном самолете врят-ли получится.

Ну вы же сами ответили на свой вопрос Z-37А как раз то о чём я и говорил.
И самое главное есть ли у нас время идти по пути получиться -неполучиться?
Мы же в реалиях сего дня. А то, что конструкторы думают на перёд, дак вперёд и выше!

Ветеран. А вот за это спасибо! Да это то, о чем вы говорили, и я с этим согласен. Даже имея что-то хорошее, не стоит на этом зацикливатся.
Вот еще один химик (не пугайтесь только), с подобной, как у скаймастера, двухбалочной схемой, но биплан.
И если убрать у него баки, с крыльев, и турбину с крыши, а двигатели разместить как у скаймастера, то получится весьма интересная схема. Сочетающая в себе многие достоинства.

[Ветеран]

Это М-15 Польша, двигатель АИ-25, делался для СССР непошёл из-за большого расхода керосина. Летал не плохо по словам пилотов, лично говорил. Но Ан-2 был маневренней и потому в сравнении сним проигрывал сильно.

[Denis]

Вот еще один химик (не пугайтесь только), с подобной, как у скаймастера, двухбалочной схемой, но биплан.
И если убрать у него баки, с крыльев, и турбину с крыши, а двигатели разместить как у скаймастера, то получится весьма интересная схема. Сочетающая в себе многие достоинства.

Получатся одни недостатки. Про аэродинамику тянитолкая я у же все сказал. Урод от рождения.

По компоновке - тоже. Тяжелый предмет за башкой, все равно визжащий он или хрюкающий, пилоту не нужен.
 Двухбалочная схема в весовом отношении невыгодна, за единственным исключением  (не это). Два разнесенных киля менее эффективны чем один по оси симметрии. Для получения необходимой путевой устойчивости их суммарная площадь потребуется больше. Эта схема оперения дает весовое преимущество по всему планеру, тольок если в хвосте имеется большой люк. Во всех остальных случаях она не выгодна. Так что нет смысла отходить от классики. Единственное интересное направление, как я уже отметил,  специализированный химик по схеме высокоплана. 

[preacher]

Ветеран, я снова говорил о концепции. Давайте представим самолет очень похожий на скаймастера, и примерно таких же габаритов, но как М15, - биплан. Кто летал на бипланах, оценит однозначно. Думаю он будет не менее маневренным, чем Ан2.
1.   Безопасность, при отказе одного двигателя самолет спокойно идет домой.
2.   Большая площадь крыла, дает возможность установить большой химбак, и двигатели относительно                    небольшой мощности (хотя можно и помощнее).
3.   Размещение химбака исключительно в центре тяжести.
4.   Размещение штанги с форсунками, на нижнем крыле.
5.   Низкая посадочная скорость.
6.   Обзор.

[8k65]

Можно ДУ с толкающим винтом  поднять на пилоне над крылом( в обтекаемой мотогондоле), дабы не он не взаимодействовал с потоками обтекающими крыло и фюзеляж, а также с потоком от тянущего винта. Кстати мощность ДУ с толкающим винтом может быть ниже ,основной ДУ с тянущим – у него ведь задача в случае отказа основной ДУ обеспечить плавный набор высоты ЛА, необходимый для горизонтального полёта до места посадки. Поэтому и габариты и ДУ и винта будут небольшие в сравнении с основным .

[Тэги:]

Украинский авиационный форум > Форум > Легкая авиация > Тема: Конструирование двухмоторного самолета