UA26883U - Turbofan engine - Google Patents

Turbofan engine Download PDF

Info

Publication number
UA26883U
UA26883U UAU200705886U UAU200705886U UA26883U UA 26883 U UA26883 U UA 26883U UA U200705886 U UAU200705886 U UA U200705886U UA U200705886 U UAU200705886 U UA U200705886U UA 26883 U UA26883 U UA 26883U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
propeller
zone
section
gas
blade
Prior art date
Application number
UAU200705886U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Borys Shamshadovych Mamedov
Original Assignee
Univ Zaporizhia Nat Technical
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Zaporizhia Nat Technical filed Critical Univ Zaporizhia Nat Technical
Priority to UAU200705886U priority Critical patent/UA26883U/en
Publication of UA26883U publication Critical patent/UA26883U/en

Links

Abstract

A turbofan engine contains propellers, a reducer and a turbine.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до галузі авіадвигунобудування. 2 З теорії повітря - реактивних двигунів відомо, що тяга повітряних гвинтів розраховується за формулою, див. |1Ї, с.355:The utility model refers to the field of aircraft engine construction. 2 From the theory of air - jet engines, it is known that the thrust of propellers is calculated according to the formula, see |1Y, p. 355:

КАРвВ-Мв-т, (1) де КУ-Рв - тяга гвинта,KARvV-Mv-t, (1) where KU-Rv is the propeller thrust,

Мв - гвинтова потуга, т - емпіричний параметр, а політна (тягова) потуга розраховується за формулою, див. там же; формула (11.3):Mv is the propeller power, t is an empirical parameter, and the flight (thrust) power is calculated by the formula, see ibid; formula (11.3):

Мп-КУп-Мв-Уп (2) де Мп - швидкість польоту (переносна швидкість).Mp-KUp-Mv-Up (2) where Mp is the flight speed (portable speed).

Головним недоліком формули (1), та інших формул для розрахунку тяги, є неточне відображення процесу генерування тяги на лопатях повітряного гвинта.The main drawback of formula (1) and other formulas for calculating thrust is the inaccurate representation of the thrust generation process on the propeller blades.

Головним недоліком формули (2), є те, що множення на Мп дає дуже завищену польотну (тягову) потугу, що призводить до отримання дуже завищеного коефіцієнта корисної дії (ККД).The main drawback of formula (2) is that multiplying by MP gives a very high flight (thrust) power, which leads to a very high efficiency.

Другим недоліком формули (2), є те, що ця формула не відображає тягову потугу повітряного гвинта приThe second disadvantage of formula (2) is that this formula does not reflect the traction power of the propeller at

Мп-0о, тому формули (1), (2) та інші неточні, оскільки відомо, що первинним явищем є зміна рушійних сил від зміни статичного тиску повітряного потоку, вторинним явищем є зміна швидкості повітряного потоку, яка генерує інерційні (динамічні) сили, тому формулу тяги повітряних гвинтів треба виводити тільки із первинного явища - - зміни рушійних сил від зміни статичного тиску повітряного потоку.Мп-0о, therefore formulas (1), (2) and others are inaccurate, since it is known that the primary phenomenon is a change in driving forces due to a change in the static pressure of the air flow, a secondary phenomenon is a change in the speed of the air flow, which generates inertial (dynamic) forces, therefore, the propeller thrust formula must be deduced only from the primary phenomenon - the change in driving forces from the change in the static pressure of the air flow.

Відомі повітряні гвинти турбогвинтових двигунів (ТГД), наприклад АЙ-24, АЙ-20 ЗМКБ "Прогресс" та інші, кінематичні схеми яких приведені в (1| на с.352. Конструктивними недоліками таких повітряних гвинтів є наявність по вхідній кромці лопатей кінематичної зони жорсткого (пружного) удару, див.Фіг.1б заявки, що со подається, яка лімітує аеродинамічне навантаження на лопаті повітряного гвинта, максимальні оберти (максимальну колову швидкість І) та осьову абсолютну швидкість повітряного потоку Са, наступними со конструктивними недоліками повітряних гвинтів є закрутка потоку на виході з лопатей повітряного гвинта, (ее) підвищена децибельна характеристика, робота повітряних гвинтів на дозвуковому режимі по Ш, низькі техніко-економічні показники (питома тяга, питома маса, питома витрата палива). На Фіг1а заявки, що ї-о подається, зображено кінематичний аналіз характеру змін осьових швидкостей та статичного тиску повітряного Ге! потоку в контрольному контурі Н-Н. повітряного гвинта, на Фіг.1б поданої заявки зображено кінематичний аналіз зміни осьових прискорень повітряного потоку в контрольному контурі Н-Н 4, який створюється на основі графічного диференціювання графіка характеру зміни осьових швидкостей повітряного потоку в контрольному « контурі Н-Ну, показано, що в зоні Н-В повітряний потік переміщується з наростаючим прискоренням, З о, збільшується та має позитивне значення, показано, що по вхідній кромці лопатей повітряного гвинта, переріз В, - с Чо миттєво змінює свій знак, що є свідоцтвом наявності в цьому перерізі кінематичної зони жорсткого ч (пружного) удару, який генерує потужні ударні хвилі в коливальному режимі, які розповсюджуються по усім » напрямкам однаково. Потужні ударні хвилі в коливальному режимі, які направлені проти потоку, гальмують останній, що призводить до знижування осьової швидкості потоку Са, що призводить до збільшення кутів атаки вище (5-7)2, розвиненому зриву потоку зі спинок лопатей, загубленню польотної (тягової) потуги повітряного де гвинта, катастрофі. б Потужні ударні хвилі в коливальному режимі, направлені за потоком, збільшують інерційні сили в зоні стиснення потоку В-К, див. Фіг.1 (додаток) заявки, що подається, що призводить до додаткового стиснення со потоку в цій зоні, додаткового знижування осьової швидкості Са, що призводить до перевантаження лопатей со 20 повітряного гвинта в зоні В-К та додаткового збільшення потуги удару з усіма негативними наслідками, включаючи погіршення екології навколишнього середовища за рахунок збільшення децибельної характеристики.Known propellers of turboprop engines (TGD), for example AI-24, AI-20 ZMKB "Progress" and others, the kinematic diagrams of which are given in (1| on p. 352. The structural disadvantages of such propellers are the presence of blades of the kinematic zone on the leading edge hard (elastic) shock, see Fig. 1b of the submitted application, which limits the aerodynamic load on the propeller blade, the maximum revolutions (maximum circular speed I) and the axial absolute speed of the air flow Ca, the following design disadvantages of propellers are twisting of the flow at the exit from the blades of the propeller, (ee) increased decibel characteristic, the operation of propellers in the subsonic mode along Ш, low technical and economic indicators (specific thrust, specific mass, specific fuel consumption). On Fig. 1a of the application submitted , the kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities and static pressure of the air flow in the control circuit of the H-N propeller is shown in Fig. 1b n of the given application shows the kinematic analysis of the change in the axial acceleration of the air flow in the H-N control circuit 4, which is created on the basis of graphical differentiation of the graph of the change in the axial velocity of the air flow in the control circuit H-Nu, it is shown that in the H-B zone the air flow moves with the increasing acceleration, З о, increases and has a positive value, it is shown that along the leading edge of the propeller blades, the section B, - с Чо instantly changes its sign, which is evidence of the presence of a kinematic zone of a hard h (elastic) impact in this section, which generates powerful shock waves in the oscillatory mode, which spread in all » directions equally. Powerful shock waves in the oscillating mode, which are directed against the flow, slow down the latter, which leads to a decrease in the axial speed of the flow of Ca, which leads to an increase in the angles of attack above (5-7)2, a developed disruption of the flow from the backs of the blades, loss of flight (thrust) the power of the air propeller, the disaster. b Powerful shock waves in the oscillating mode, directed downstream, increase the inertial forces in the compression zone of the B-K flow, see Fig. 1 (appendix) of the submitted application, which leads to an additional compression of the flow in this zone, an additional decrease in the axial velocity of the Ca, which leads to an overload of the blades of the rotor 20 in the B-K zone and an additional increase in the impact force with all the negative consequences, including deterioration of environmental ecology due to an increase in decibel characteristics.

Фе» Потужні ударні хвилі, направлені за потоком, знижують інерційні сили (сили опору) в зоні прискореного потокуFe" Powerful shock waves directed downstream reduce inertial forces (resistance forces) in the accelerated flow zone

К-С, що призводить до додаткового прискорення потоку в цій зоні, додаткового збільшення осьової швидкості потоку С; при одночасному знижуванні статичного тиску, що призводить до недовантаження лопатей повітряного го гвинта в цій зоні, що, разом з перевантаженням лопатей у зоні В-К, змінює аеродинамічне навантаження на с лопать повітряного гвинта, особливо в польоті, що призводить до підвищеної вібрації лопатей, знижуванню їх газодинамічної стійкості роботи, поломки лопатей повітряного гвинта.K-C, which leads to an additional acceleration of the flow in this zone, an additional increase in the axial speed of the C flow; with a simultaneous decrease in static pressure, which leads to underloading of the blades of the propeller in this zone, which, together with overloading of the blades in the V-K zone, changes the aerodynamic load on the blades of the propeller, especially in flight, which leads to increased vibration of the blades, reduction of their gas-dynamic stability of work, breakage of propeller blades.

На Фіг.1в (додаток) заявки, що подається, зображено кінематичний аналіз характеру зміни рушійних сил від зміни статичного тиску в контрольному контурі Н-Н; повітряного гвинта. бо Таким чином, наявність кінематичної зони жорсткого (пружного) удару по вхідних кромках лопатей повітряного гвинта, див. Фіг.1 (додаток) заявки, що подається, лімітує аеродинамічне навантаження на лопаті повітряного гвинта, максимальні оберти (максимальну колову швидкість Ш) та осьову швидкість повітряного потоку Са, вище яких наступає нестійка робота повітряного гвинта, при цьому потуга ударних хвиль у коливальному режимі, які генеруються в кінематичній зоні жорсткого (пружного) удару, напрямки залежить від бо щільності потоку при Мпл»0О (низька температура повітряного потоку, висока вологість повітря, туман,Figure 1c (appendix) of the submitted application shows a kinematic analysis of the nature of the change in driving forces from the change in static pressure in the H-H control circuit; propeller. for Thus, the presence of a kinematic zone of hard (elastic) impact on the leading edges of propeller blades, see Fig. 1 (appendix) of the submitted application limits the aerodynamic load on the propeller blade, the maximum revolutions (maximum circular speed Ш) and the axial speed of the air flow Ca, above which the unstable operation of the propeller occurs, while the power of shock waves in the oscillatory mode , which are generated in the kinematic zone of a hard (elastic) impact, the direction depends on the density of the flow at Mpl»0O (low air flow temperature, high air humidity, fog,

хмарність, реактивний струм від двигунів пролетівшого літака та інші). Кінематичний аналіз характеру зміни осьових швидкостей, статичного тиску, прискорень потоку, рушійних сил від зміни статичного тиску, приведений на Фіг.1 додатку заявки, що подається, для повітряних гвинтів проводиться вперше, оскільки в теорії повітря-реактивних двигунів та повітряних гвинтів він абсолютно невідомий, невідомим також є вірне уявлення процесу генерування тяги на лопатях повітряних гвинтів, оскільки всі існуючі формули для розрахунку тяги повітряних гвинтів неточні.cloudiness, jet current from the engines of a flying plane, etc.). The kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities, static pressure, flow accelerations, driving forces due to changes in static pressure, shown in Fig. 1 of the appendix of the submitted application, for propellers is carried out for the first time, since it is completely unknown in the theory of air-jet engines and propellers , the correct representation of the thrust generation process on propeller blades is also unknown, since all existing formulas for calculating propeller thrust are inaccurate.

Відомі також повітряні гвинти за патентом Мо2027902 (Способ создания тяги), (2), в якому три робочих колеса повітряних гвинтів обертаються супутно при збільшенні їх обертів по ходу потоку. 70 Але в цьому патенті для кращого фізичного уявлення та точного розрахунку тяги для оптимальних розмірів повітряних гвинтів множення Р цНЕн в формулі тяги КАР нЕН-РеЕс, див. (|2І), потребує синонімічної заміни наAir propellers are also known according to the patent Mo2027902 (Method of creating thrust), (2), in which the three working wheels of the air propellers rotate simultaneously as their revolutions increase along the flow. 70 But in this patent, for a better physical representation and accurate calculation of the thrust for the optimal sizes of propellers, the multiplication of P cNEn in the thrust formula KAR nEN-ReEs, see (|2I), needs a synonymous replacement for

Рнер Енеср - середньої, приведеної до зони спокійного потоку Н, рушійної сили від зміни статичного тиску в зоні К-С повітряного гвинта при Мп-0.Rner Enesr is the average, brought to the zone of calm flow H, driving force from the change in static pressure in the zone K-C of the propeller at MP-0.

Відомі також ТГВД, див.(1|, с.353, мал.11.2, який обрано за прототип. Цей двигун має два повітряних /5 Твинта, гідравлічні кути В. яких розташовані у протилежних напрямках, а самі повітряні гвинти жорстко зв'язані з першим та другим ротором біротативної турбіни протилежного напрямку обертання зі знижуванням обертів повітряних гвинтів по ходу потоку.THVD are also known, see (1|, p. 353, fig. 11.2, which was chosen as a prototype. This engine has two air /5 Twints, the hydraulic angles of which are located in opposite directions, and the air propellers themselves are rigidly connected with the first and second rotors of the birotating turbine of the opposite direction of rotation with a decrease in the revolutions of the propellers along the flow.

Головними конструктивними недоліками існуючих повітряних гвинтів є наявність по вхідній кромці лопатей першого повітряного гвинта кінематичної зони жорсткого (пружного) удару, див. Фіг.1 заявки що подається, 2о наявність двох крутих колін зміни абсолютної осьової швидкості повітряного потоку (закрутка потоку після першого повітряного гвинта, та розкрутка на другому контробертальному повітряному гвинті), дуже складний, нетехнологічний привід повітряних гвинтів через дві біротативні турбіни газодинамічного зв'язку, що не дозволяє одержувати розрахункові оберти повітряних гвинтів на перехідних режимах роботи, зниження обертів контробертальних повітряних гвинтів по ходу потоку, дозвуковий режим роботи повітряних гвинтів по коловій швидкості о, підвищена децибельна характеристика, низькі техніко-економічні показники (питома тяга, питома маса, питома витрата палива). Всі негативні наслідки від дії потужних ударних хвиль у коливальному режимі, т які генеруються в кінематичній зоні жорсткого (пружного) удару по вхідній кромці лопатей першого повітряного гвинта, такі ж самі, як для повітряних гвинтів ТД АЙ-24, АЙИ-20.The main structural disadvantages of existing propellers are the presence of a kinematic zone of hard (elastic) impact along the leading edge of the blades of the first propeller, see Fig. 1 of the submitted application, 2 about the presence of two steep bends of the change in the absolute axial velocity of the air flow (the twisting of the flow after the first propeller, and the spin-up on the second contra-lateral propeller), a very complex, non-technological drive of the propellers through two birotative turbines of gas-dynamic communication , which does not allow to obtain the calculated revolutions of the propellers in the transitional modes of operation, the reduction of the revolutions of the counterrotating propellers in the flow direction, the subsonic mode of operation of the propellers at the circular speed o, the increased decibel characteristic, low technical and economic indicators (specific thrust, specific mass, specific fuel consumption). All the negative consequences of the action of powerful shock waves in the oscillating mode, which are generated in the kinematic zone of a hard (elastic) impact on the leading edge of the blades of the first propeller, are the same as for TD AI-24, AIY-20 propellers.

В основу корисної моделі поставлено завдання створення принципово нового турбогвинтовентиляторного со зо двигуна з підвищеною безпекою польотів та підвищеними техніко-економічними та екологічними показниками (питома тяга, питома маса, питома витрата палива та суттєве зниження децибельної характеристики повітряних со гвинтів) шляхом: со - розрахунку тяги та польотного (тягового) ККД з урахуванням зміни площі та статичного тиску в вихідних перерізах лопатей повітряного гвинта для регламентації їх оптимальних розмірів; ісе) - майже повного усунення, до 8095, кінематичних зон жорсткого (пружного) удару по вхідних кромках лопатей с повітряного гвинта, що стискує газовий потік; - майже повного усунення, до 8095, дуже небезпечного кінематичного дефекту, пов'язаного з перевантаженням, особливо в польоті, зони В-К лопатей повітряного гвинта та недовантаженням їх у зоні К-С; - підвищення абсолютної осьової швидкості повітряного потоку Са на вході в лопаті повітряного гвинта, що « стискує потік, з одночасним підвищенням максимальної колової швидкості Ю до понадзвукового значення, з с підвищення статичного тиску в зоні В-К при Мп»0. й Завдання вирішується тим, що турбогвинтовентиляторний двигун (Фіг.2), в якому лопаті повітряних гвинтів «» мають гідравлічні кути рД., оптимальні розміри яких регламентуються розрахунком тяги та польотного (тягового)The basis of the useful model is the task of creating a fundamentally new turboprop fan-powered aircraft engine with increased flight safety and increased technical, economic and environmental indicators (specific thrust, specific mass, specific fuel consumption and a significant reduction in the decibel characteristic of aircraft propellers) by means of: so - calculation of thrust and flight (thrust) efficiency, taking into account the change in area and static pressure in the output cross-sections of propeller blades to regulate their optimal dimensions; ise) - almost complete elimination, up to 8095, of kinematic zones of hard (elastic) impact on the leading edges of the blades of the propeller, which compresses the gas flow; - almost complete elimination, up to 8095, of a very dangerous kinematic defect associated with overloading, especially in flight, of the V-K zone of the propeller blades and their underloading in the K-C zone; - an increase in the absolute axial velocity of the air flow Са at the entrance to the blade of the propeller, which "compresses the flow, with a simultaneous increase in the maximum circular speed Ю to the supersonic value, with an increase in the static pressure in the B-K zone at Mp"0. y The task is solved by the fact that the turboprop fan engine (Fig. 2), in which the propeller blades "" have hydraulic angles rD., the optimal dimensions of which are regulated by the calculation of thrust and flight (thrust)

ККД, який відрізняється тим, що двигун містить редуктор з двома коаксіальними вихідними валами сполученимиEfficiency, which is distinguished by the fact that the engine contains a gearbox with two coaxial output shafts connected

З повітряними гвинтами та приводом від турбіни, а гідравлічні кути ВД. лопатей першого та другого повітряного ко гвинта 1, 2 розташовані супутно (в одному напряму), при цьому перший повітряний гвинт жорстко зв'язаний з б» вихідним внутрішнім валом З редуктора, на протилежному кінці якого жорстко встановлено зубчасте колесо 6, яке через проміжні зубчасті колеса 9, 10, жорстко встановлених на проміжному валу 11 редуктора, зв'язано (ее) через зубчасте колесо 12 з привідним валом 13 редуктора, а другий по ходу потоку повітряний гвинт жорстко со 50 зв'язаний з коаксіальним вихідним валом 4 редуктора, на протилежному кінці якого жорстко встановлено зубчасте колесо 7, яке через проміжні зубчасті колеса 8, 10, жорстко встановлених на проміжному валу 11 сю редуктора, зв'язано з ведучим зубчастим колесом 12 та привідним валом 13 редуктора, при цьому передаточні відношення зубчастих коліс редуктора забезпечують збільшення обертів повітряних гвинтів по ходу потоку, їх супутнє з заданим законом обертання, при якому гідравлічні кути лопатей повітряних гвинтів забезпечують закрутку повітряного потока в зоні прискореного потока протилежно напряму обертання з осьовим виходом повітряного потоку після другого повітряного гвинта, а розрахунок тяги та польотного (тягового) ККД с повітряних гвинтів виконується за формулами: п- (Янерянер -Рекс І; "при упо, бо т -(яН осв |; при Мр»о, ср Нер ссWith propellers and turbine drive, and hydraulic angles VD. the blades of the first and second air propellers 1, 2 are located simultaneously (in one direction), while the first air propeller is rigidly connected to b» output inner shaft C of the gearbox, on the opposite end of which a gear wheel 6 is rigidly installed, which through intermediate gears wheels 9, 10, rigidly installed on the intermediate shaft 11 of the gearbox, connected (ee) through the gear wheel 12 to the drive shaft 13 of the gearbox, and the second air screw in the direction of the flow is rigidly connected to the coaxial output shaft 4 of the gearbox, on at the opposite end of which a gear wheel 7 is rigidly installed, which through the intermediate gear wheels 8, 10, rigidly installed on the intermediate shaft 11 of the gearbox, is connected to the driving gear wheel 12 and the drive shaft 13 of the gearbox, while the gear ratios of the gear wheels of the gearbox provide an increase rotations of the propellers along the flow, their accompanying rotation with a given law, in which the hydraulic angles of the blades of the propellers will provide the swirling of the air flow in the zone of the accelerated flow is opposite to the direction of rotation with the axial exit of the air flow after the second propeller, and the thrust and flight (thrust) efficiency of the propellers are calculated according to the formulas: "at upo, because t -(yaN osv |; at Mr»o, sr Ner ss

З п жFrom p

А РНер- РНержАРНерAnd RNer - RNerzhARNer

Енер-Н.-1, при Мп-0, бо Ес, при Мп-0,Ener-N.-1, at MP-0, because ES, at MP-0,

РНер - 81 при Мп»,Rner - 81 at MP",

РЕ - 1, при Мп»о,RE - 1, at MP»o,

Реве пт -|1---- 5 -|«10095, при Мп - 0,Reve pt -|1---- 5 -|«10095, at MP - 0,

РНерЕнерRNerEner

РеЕ пп -|1---2 - -5-.|х 10095, при мд 2-0, п -Я-5- п 70 РНерї Нер де К - тяга другого повітряного гвинта при Мп-0,ReE пп -|1---2 - -5-.|x 10095, at md 2-0, p -Я-5- p 70 РНери Ner de K - thrust of the second propeller at Мп-0,

К - тяга другого повітряного гвинта при Мп»о,K - the thrust of the second propeller at Mp»o,

Р - статичний тиск у середньому перерізі газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта в зоні К-Со ср 75 при Мп:0О, приведений до зони спокійного потоку Н,P is the static pressure in the middle cross-section of the gas-dynamic tract of the blade of the second propeller in the zone of K-Со ср 75 at Мп:0О, reduced to the zone of calm flow Н,

Енср - площа газодинамічного тракту в середньому перерізі Г зони К-Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп-0, приведена до зони спокійного потоку Н, ц - товщина газодинамічного тракту в середньому перерізі Г зони К-Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп:0, 1 - довжина лопаті другого повітряного гвинта,Ensr - the area of the gas-dynamic tract in the middle cross-section H of the K-Co zone of the blade of the second propeller at Мп-0, reduced to the zone of calm flow H, ц - the thickness of the gas-dynamic tract in the middle cross-section of the H-zone of the K-Co blade of the second propeller at Мп:0 , 1 - blade length of the second propeller,

ВА гц - середня, приведена до зони спокійного потоку Н, рушійна сила від зміни статичного тиску в зоні ср/РНерVA hz - the average, reduced to the zone of calm flow H, the driving force from the change in static pressure in the zone sr/РНer

К-Сь лопаті другого повітряного гвинта при Мп-0,K-C blades of the second propeller at MP-0,

Ре - статичний тиск у вихідному перерізі Со газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта при дв Мпто,Re is the static pressure in the outlet section Co of the gas-dynamic tract of the blade of the second propeller at two Mpto,

Ес - площа газодинамічного тракту в вихідному перерізі Со лопаті другого повітряного гвинта при Мпд-о, т ї- товщина газодинамічного тракту в вихідному перерізі Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп-0,Es is the area of the gas-dynamic tract in the outlet cross-section of the blade of the second propeller at MPd-o, t is the thickness of the gas-dynamic tract in the outlet section of the blade of the second propeller at MP-0,

Реогс - сила опору статичного тиску у вихідному перерізі Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп-0, п - кількість лопатей другого повітряного гвинта, с зо Р - статичний тиск у середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні К-Со лопаті другого повітряногоRheogs is the resistance force of static pressure in the output cross-section Co of the blade of the second propeller at Мп-0, n is the number of blades of the second propeller, с зо Р - static pressure in the average cross-section G of the gas-dynamic tract in the zone K-Co of the blade of the second propeller

Нер (ее) гвинта при Мп20, приведений до зони спокійного потоку Н, соNer (ee) of the propeller at Mp20, brought to the zone of calm flow H, so

РНер - площа газодинамічного тракту у середньому перерізі Г газодинамічного тракту у зоні К-Сь лопаті другого (Се) повітряного гвинта при Мп20, приведена до зони спокійного потоку Н,РНер - the area of the gas-dynamic tract in the middle cross-section H of the gas-dynamic tract in the zone K-С of the blade of the second (Се) propeller at Мп20, reduced to the zone of calm flow Н,

Зо 1у- товщина газодинамічного тракту в середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні К-Со лопаті другого с повітряного гвинта при Мп»,Zo 1u is the thickness of the gas-dynamic tract in the average cross-section Г of the gas-dynamic tract in the zone K-Со of the blade of the second s propeller at Mp»

Р Е - середня, приведена до зони спокійного потоку Н, рушійна сила від зміни статичного тиску в зоніРЕ is the average, reduced to the zone of calm flow H, the driving force from the change in static pressure in the zone

НероРНер « дю К-Сь лопаті другого повітряного гвинта при Мп?» 0, з с БАРІ - зниження чи прирощення статичного тиску в середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні К-С 2 "» лопаті другого повітряного гвинта при Мп», п - . с. . . .NeroRNer "du K-Si blades of the second propeller at MP?" 0, with s BARI - reduction or increase in static pressure in the average cross-section Г of the gas-dynamic tract in the zone K-C 2 "» of the blade of the second propeller at Mp", p - . s. . . .

Ре - статичний тиск у вихідному перерізі Со газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта при М по,Re is the static pressure in the outlet section Co of the gas-dynamic path of the blade of the second propeller at M po,

Кр - площа газодинамічного тракту в вихідному перерізі Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп»о, ко г - товщина газодинамічного тракту в вихідному перерізі Со лопаті другого повітряного гвинта при Мп», б РЕЕр - сила опору статичного тиску в вихідному перерізі Со газодинамічного тракту лопаті другого повітряного бо гвинта при Мп», вд тяговий ККД другого повітряного гвинта при Мп-0, со пп 7 політний (тяговий) ККД другого повітряного гвинта при Мд»о с» Застосування двох повітряних гвинтів супутнього обертання з наростаючими обертами по ходу потоку за допомогою додаткового редуктора призводить до майже повного усунення, до 8095, кінематичної зони жорсткого (пружного) удару в перерізі Д» другого повітряного гвинта, що суттєво підіймає стелю по аеродинамічному 29 перевантаженню в зоні Во-К та аеродинамічному недовантаженню в зоні К-Со лопатей повітряного гвинта, с суттєво підвищує безпеку польотів, техніко-економічні показники шляхом підвищення Са, статичного тиску в зоніKr is the area of the gas-dynamic tract in the outlet section of the blade of the second propeller at Mp»o, k g is the thickness of the gas-dynamic tract in the outlet section of the blade of the second propeller at Mp», b REEr is the static pressure resistance force in the outlet section of the gas-dynamic path of the blade of the second propeller at Mp", vd traction efficiency of the second propeller at Mp-0, para 7 flight (thrust) efficiency of the second propeller at Md"o s" Application of two propellers of simultaneous rotation with increasing revolutions along the flow using additional gearbox leads to the almost complete elimination, up to 8095, of the kinematic zone of hard (elastic) shock in the cross-section D" of the second propeller, which significantly raises the ceiling on aerodynamic overload in the Vo-K zone and aerodynamic underload in the K-Co zone of the propeller blades , c significantly increases flight safety, technical and economic indicators by increasing Ca, static pressure in the zone

Во-К газодинамічного тракту лопатей другого повітряного гвинта, що дає змогу вирішити поставлене завдання.Vo-K of the gas-dynamic path of the blades of the second propeller, which makes it possible to solve the task.

Застосування виведених принципово нових формул тяги та польотного (тягового) ККД повністю відображає всі фізичні явища, які мають місце при роботі повітряних гвинтів при М д»О з урахуванням статичного тиску ВА 60 ср в середньому перерізі Г зони К-Со при швидкості польоту Мп-:0О, площі в середньому перерізі Г газодинамічного тракту зони К-Сь (Енср), статичного тиску Р в середньому перерізі Г газодинамічного тракту зони К-Со при срThe application of the fundamentally new formulas of thrust and flight (thrust) efficiency fully reflects all the physical phenomena that take place during the operation of propellers at M d»O, taking into account the static pressure VA 60 sr in the average cross-section Г of the K-Со zone at a flight speed of Мп- :0О, the area in the average cross-section H of the gas-dynamic tract of the K-C zone (Ensr), the static pressure P in the average cross-section G of the gas-dynamic tract of the K-Co zone at sr

Мп20, знижування чи прирощення статичного тиску в середньому перерізі Г газодинамічного тракту зони К-С» ( 65 Ж АРНер ), залежно від відносної осьової швидкості повітряного потоку Стр о 8 середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні К-Со, сили опору статичного тиску в вихідному перерізі газодинамічного тракту Со при Мп (Рос), та Мп»О (РЕ).MP20, decrease or increase of static pressure in the average cross-section G of the gas-dynamic tract of the K-C zone" ( 65 Ж АРНер), depending on the relative axial velocity of the air flow Page 8 of the average cross-section of the gas-dynamic tract in the K-Со zone, the force of static pressure resistance in the initial cross-section of the gas-dynamic tract So at Mp (Ros) and Mp»O (RE).

Нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками дозволяють отримати наступний теоретичний та технічний результат: 1. Виведені принципово нові формули тяги та політного (тягового) повітряних гвинтів, які повністю відображають усі фізичні явища, які мають місце при роботі повітряних гвинтів при Мп»0. 2. Підвищення Са перед другим повітряним гвинтом до 260м/с шляхом введення закрутки повітряного потоку в зоні Н-В.; та розкрутки потоку в зоні В.--Со дає змогу замінити в зоні Н-Во закон переміщення часток повітряного 70 потоку з наростаючим прискоренням, що має місце у нинішніх повітряних гвинтах гвинтовентилятора ТГВД, на синусоїдальний закон переміщення часток повітряного потоку зі знижувальним прискоренням, що майже повністю, на 8095, усуває кінематичну зону жорсткого (пружного) удару по вхідних кромках лопатей другого повітряного гвинта, що стискує потік та генерує тягу. Це суттєво підіймає газодинамічну стійкість роботи повітряного гвинта та стелю по аеродинамічному перевантаженню в зоні В 5-К та аеродинамічному 75 недовантаженню в зоні К-Сь при Мп»0, стелю по коловій швидкості О, що суттєво підвищує безпеку польотів.New features in interaction with known features make it possible to obtain the following theoretical and technical results: 1. Fundamentally new formulas of thrust and flight (thrust) propellers are derived, which fully reflect all physical phenomena that occur during the operation of propellers at Mp»0. 2. Increasing the pressure in front of the second propeller up to 260 m/s by introducing swirling air flow in the N-W zone; and the spin-up of the flow in the B.-Co zone makes it possible to replace in the H-B zone the law of movement of air flow particles with increasing acceleration, which takes place in the current propellers of the THVD propeller, with a sinusoidal law of movement of air flow particles with decreasing acceleration, which almost completely, at 8095, eliminates the kinematic zone of hard (elastic) impact on the leading edges of the blades of the second propeller, which compresses the flow and generates thrust. This significantly increases the gas-dynamic stability of the propeller and the ceiling for aerodynamic overload in the B 5-K zone and aerodynamic 75 underload in the K-C zone at MP»0, the ceiling for the circular speed О, which significantly increases flight safety.

З. Шляхом введення зростання оборотів наступного повітряного гвинта суттєво підвищується безпека польотів тому, що при однаковому зменшенні чи збільшенні осьової швидкості Са кут атаки змінюється на суттєво менше значення на тих лопатях повітряного гвинта, де колова швидкість обертання О буде вищою. 4. Підвищення відносної осьової швидкості повітряного потоку в вихідному перерізі С » лопатей другого повітряного гвинта забезпечується суттєво вищим ступенем стиснення повітряного потоку в зоні В о-К, оскільки колова швидкість ОМ лопатей другого повітряного гвинта понадзвукова (до 425м/с). 5. Згідно з п.2 суттєво знизити децибельну характеристику повітряних гвинтів на всіх режимах роботи, що поряд з низькою потребою палива покращує екологію навколишнього середовища. б. Згідно з п.2, 4 суттєво знизити габаритні розміри повітряних гвинтів у порівнянні з прототипом для досягнення однакової тяги. - 7. Поліпшення всіх екологічних та техніко-економічних показників повітряних гвинтів, включаючи тягу, витрату палива, габарити, вагу та інші. Наприклад, при однакових діаметральних розмірах з гвинтовентилятором двигуна Д-27 (ЗМКБ "Прогресс") тяга повітряних гвинтів, що заявляється, буде на 8095 вищою, що досягається за рахунок усунення кінематичної зони жорсткого (пружного) удару та підвищення колової швидкості Ю лопатей і, другого повітряного гвинта. Тому повітряні гвинти, що заявляються, можуть бути застосованими до М 5-(0,9)МП і со можуть повністю замінити нинішні ТРДД. 8. Досягнутий технічний результат дозволить зробити ці повітряні гвинти ТГВД поза межами всякої со конкуренції на світовому ринці. «яQ. By introducing an increase in the revolutions of the next propeller, flight safety is significantly increased, because with the same decrease or increase in the axial speed Са, the angle of attack changes to a significantly smaller value on those propeller blades, where the circular speed of rotation О will be higher. 4. An increase in the relative axial velocity of the air flow in the outlet section C » of the blades of the second propeller is provided by a significantly higher degree of compression of the air flow in the B o-K zone, since the circular velocity OM of the blades of the second propeller is supersonic (up to 425 m/s). 5. According to point 2, significantly reduce the decibel characteristic of propellers in all operating modes, which, along with low fuel consumption, improves environmental ecology. b. According to clauses 2 and 4, the overall dimensions of propellers should be significantly reduced compared to the prototype in order to achieve the same thrust. - 7. Improvement of all environmental and technical and economic indicators of propellers, including traction, fuel consumption, dimensions, weight and others. For example, with the same diametrical dimensions as the propeller fan of the D-27 engine (ZMKB "Progress"), the declared thrust of the propellers will be 8095 higher, which is achieved due to the elimination of the kinematic zone of hard (elastic) impact and the increase in the circular speed of the Y blades and, second propeller. Therefore, the proposed propellers can be applied to M 5-(0.9)MP and can completely replace the current turboprops. 8. The achieved technical result will make these THVD propellers beyond the limits of any competition on the world market. "I

Таким чином, порівняно з прототипом, пропоноване технічне рішення містить вищевказані істотні відмінніThus, compared to the prototype, the proposed technical solution contains the above significant differences

Зо ознаки, отже, відповідає умові "Новизна". сFrom the sign, therefore, meets the condition "Novelty". with

Аналоги, що містять в собі ознаки, які відрізняють технічне рішення, що заявляється, від прототипу, не виявлені в інших технічних рішеннях при вивченні цієї галузі техніки. На підставі цього можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення задовольняє критерію "винахідницький рівень". «Analogues containing features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not found in other technical solutions when studying this field of technology. Based on this, it can be concluded that the proposed technical solution meets the "inventive level" criterion. "

Турбогвинтовентиляторний двигун, що заявляється, див.Фіг.2, складається з повітряних гвинтів 1, 2, які відповідно жорстко з'єднуються з вихідним внутрішнім валом З та вихідним коаксіальним валом 4 редуктора 5, на в) с протилежних кінцях яких жорстко встановлені зубчасті колеса 6, 7, які через проміжні зубчасті колеса 8, 9, 10 "з жорстко встановлених на проміжному валу 11, зв'язані з ведучим зубчастим колесом 12, яке жорстко " встановлено на привідному валу 13, який приводиться в обертання одновальною турбіною (на кресленні не показано).The proposed turboprop fan engine, see Fig. 2, consists of propellers 1, 2, which are respectively rigidly connected to the output inner shaft З and the output coaxial shaft 4 of the gearbox 5, at the opposite ends of which gear wheels are rigidly installed 6, 7, which through the intermediate gears 8, 9, 10 "from rigidly installed on the intermediate shaft 11, are connected with the leading gear wheel 12, which is rigidly "installed on the drive shaft 13, which is driven into rotation by a single-shaft turbine (in the drawing not shown).

Винахід пояснюється кресленнями, де на фігурах представлено: о - Фіг.1 (додаток) - критика повітряних гвинтів існуючих двигунів,The invention is explained by drawings, where the figures show: o - Fig. 1 (appendix) - criticism of the propellers of existing engines,

Ф - Фіг.2 - кінематична схема повітряних гвинтів, що заявляються, - Фіг.За - траєкторію руху частин повітряного потоку від зони спокійного потоку Н до вихідного перерізу со лопатей другого повітряного гвинта, що стискує та прискорює повітряний потік, генеруючи при цьому тягу, (оо) 20 - Фіг.36 - характер зміни кутової швидкості (ою, с) та кутового прискорення повітряного потоку (в, с), со - Фіг.Зв - план швидкостей повітряного потоку на лопатях першого та другого повітряного гвинта (робочого колеса - РК), - Фіг.Зг - форма газодинамічного тракту лопатей другого повітряного гвинта, яка складається з зони стиснення В2-К та зони прискорення повітряного потоку К-С 5, в якій генерується тяга повітряного гвинта. 59 Характер розподілу статичного тиску по коритцю лопатей (лопаток) див.|(ЗІ, с.68, мал..3.3, с - Фіг.4 - роботу повітряних гвинтів, що заявляються, в динаміці при Мп-0, злітний режим, - Фіг.4а - кінематичний аналіз характеру зміни осьових швидкостей та статичного тиску в контрольному контурі Н-Н., - Фіг46 - кінематичний аналіз характеру зміни осьових прискорень повітряного потоку, він же, тільки бо навпаки, - характер зміни динамічних (інерційних) сил у контрольному контурі Н-Н.У, - ФігАв - кінематичний аналіз характеру зміни рушійних сил у залежності від зміни статичного тиску в контрольному контурі Н-Н. при Мп-0, злітний режим, для виводу формули тяги та польотного (тягового) ККД повітряних гвинтів, що заявляються, дБ - Фіг.5 - роботу повітряних гвинтів, що заявляються, в динаміці при Мп»0, наприклад, при Мп-Сер, - Фіг.Ба - кінематичний аналіз характеру зміни осьових швидкостей та статичного тиску в контрольному контурі Н-Ну при Мп-Сер порівняно з аналогічними при Мп-о, - Фіг56б - кінематичний аналіз характеру зміни осьових прискорень повітряного потоку, він же, тільки навпаки, - характер зміни динамічних (інерційних) сил у контрольному контурі Н-Ні при Мп-Срор порівняно з аналогічними при Мд-о, - Фіг.5в - кінематичний аналіз характеру зміни рушійних сил у залежності від зміни статичного тиску в контрольному контурі Н-Ну при Мп-:Сро порівняно з аналогічними при Мд-о0.Ф - Fig. 2 - kinematic scheme of the propellers that are applied, - Fig. За - the trajectory of the movement of parts of the air flow from the zone of the calm flow H to the exit cross-section of the blades of the second propeller, which compresses and accelerates the air flow, generating thrust at the same time, (оо) 20 - Fig. 36 - the nature of the change in angular velocity (ой, с) and angular acceleration of the air flow (в, с), со - Fig. 3v - a plan of the air flow velocities on the blades of the first and second propeller (of the impeller - RK), - Fig. 3g - the shape of the gas-dynamic path of the blades of the second propeller, which consists of the B2-K compression zone and the air flow acceleration zone K-C 5, in which the thrust of the propeller is generated. 59 The nature of the distribution of static pressure along the trough of the blades (blades), see | Fig. 4a - kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities and static pressure in the control circuit H-N., - Fig. 46 - kinematic analysis of the nature of changes in axial accelerations of the air flow, it is the same, but on the contrary, - the nature of changes in dynamic (inertial) forces in the control circuit H-N.U, - FigAv - kinematic analysis of the nature of the change in driving forces depending on the change in static pressure in the control circuit H-N. at MP-0, take-off mode, for deriving the thrust formula and flight (thrust) efficiency of propellers, declared, dB - Fig. 5 - operation of propellers, declared, in dynamics at Mp»0, for example, at Mp-Ser, - Fig. Ba - kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities and static pressure in the H-Nu control circuit with Mp-Ser compared to similar ones with Mp-o, - Fig. 56b - k kinematic analysis of the nature of the change in the axial accelerations of the air flow, i.e., just the opposite - the nature of the change of the dynamic (inertial) forces in the control circuit H-Ni at Mp-Sror compared to the similar ones at Md-o, - Fig. 5c - kinematic analysis of the nature of the change driving forces depending on the change in the static pressure in the H-Nu control circuit at Mp-:Cro compared to similar ones at Md-o0.

Розглянемо роботу повітряних гвинтів, що заявляються, в динаміці при Мп-0.Let's consider the operation of the declared propellers in the dynamics at MP-0.

При обертанні привідного валу 13 з ведучим зубчастим колесом 12 крутильний момент через зубчасті колеса 70 10. 9, 8. 7, 6 передається на два повітряних гвинта 1, 2, при цьому передаточні відношення зубчастих коліс забезпечують збільшення обертів повітряних гвинтів 1, 2 по ходу повітряного потоку та супутнє обертання.During the rotation of the drive shaft 13 with the driving gear wheel 12, the torque through the gear wheels 70 10. 9, 8. 7, 6 is transmitted to two air propellers 1, 2, while the transmission ratios of the gear wheels ensure an increase in the revolutions of the air propellers 1, 2 along the way air flow and accompanying rotation.

Кінематичний аналіз характеру зміни осьових швидкостей та прискорень потоку показує, що в зоні Н-В», див. Фіг.4, має місце синусоїдальний характер зміни осьових швидкостей та прискорень потоку, це досягається тим, що другий повітряний гвинт має суттєво більшу витрату повітря, ніж перший повітряний гвинт. Це означає, 7/5 що другий повітряний гвинт інжектує повітря через перший повітряний гвинт, збільшуючи при цьому відносну швидкість повітряного потоку на вході та виході в лопатях першого повітряного гвинта м 4, мо. Збільшення му при постійній коловій швидкості (04) веде до закрутки повітряного потоку в зоні Н-В4 перед першим повітряним гвинтом проти обертання повітряних гвинтів 1, 2.A kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities and flow accelerations shows that in the N-W zone", see Fig. 4, there is a sinusoidal nature of the change in axial velocities and flow accelerations, this is achieved by the fact that the second propeller has a significantly higher air flow rate than the first propeller. This means, 7/5 that the second propeller injects air through the first propeller, while increasing the relative speed of the air flow at the entrance and exit in the blades of the first propeller m 4, mo. An increase in m at a constant circular speed (04) leads to the swirling of the air flow in the H-B4 zone in front of the first propeller against the rotation of propellers 1, 2.

Таким чином, перший повітряний гвинт не стискує і не прискорює повітряний потік, він служить тільки обертальним направляючим апаратом з заданим законом обертання, що призводить до закрутки повітряного потоку в зоні Н-В. та суттєво відрізняє повітряні гвинти, що заявляються, від усіх нинішніх повітряних гвинтів гвинтовентилятора ТГВД, в яких у зоні Н-В, див. Фіг.1, має місце осьовий повітряний потік. Від зони Н повітряний потік повільно закручується, див. Фіг.За, і досягає максимальної закрутки в перерізі В. перед першим повітряним гвинтом. Під дією відцентрових сил, які максимальні в перерізі В, генерується градієнт статичних руля: направлений до центру перерізу В. див. Фіг.4, 5. Цей градієнт статичних тисків стягує повітряний потік у джгут до і після перерізу В.. тThus, the first air propeller does not compress or accelerate the air flow, it serves only as a rotary guide device with a given rotation law, which leads to the twisting of the air flow in the N-W zone. and significantly distinguishes the claimed propellers from all current propellers of the THVD propeller, in which in the N-B zone, see Fig. 1, there is an axial air flow. From zone H, the air flow slowly swirls, see Fig.Za, and reaches the maximum spin in cross-section B. before the first propeller. Under the action of centrifugal forces, which are maximal in section B, a gradient of static rudders is generated: directed to the center of section B. see Fig. 4, 5. This gradient of static pressures pulls the air flow into the bundle before and after the cross-section V.. t

Таким чином, поступове наростання закрутки повітряного потоку в зоні Н-В 4 та суттєве гальмування повітряного потоку в зоні В .-Во під дією градієнта статичних тисків, направленого проти повітряного потоку в цій зоні до центру переріза Ві сприяє зміні закону переміщення частин повітряного потоку з наростаючим с зо прискоренням, що має місце в нинішніх повітряних гвинтах гвинтовентиляторів, на закон переміщення частин повітря зі знижувальним прискоренням, яке в перерізі В » зводиться до нуля. На другому повітряному гвинті іде со вже стиснення повітряного потоку, див. Фіг.Зв, 4, 5, тому по вхідних кромках лопатей удар залишається, але со потуга цього удару в 4-5 разів слабше, ніж у нинішніх повітряних гвинтах ТГВД. Розкручування повітряного потоку починається вже на першому повітряному гвинті, див. ФігЗа і завершується на лопатях другого ісе) з5 повітряного гвинта, на виході з якого повітряний потік має осьовий напрям. сThus, the gradual increase in swirling of the air flow in the Н-В 4 zone and the significant braking of the air flow in the В . increasing with the acceleration that takes place in the current air propellers of propeller fans, according to the law of movement of air parts with decreasing acceleration, which in the section B » is reduced to zero. The second propeller is already compressing the air flow, see Fig. 3, 4, 5, therefore, the impact remains on the leading edges of the blades, but the power of this impact is 4-5 times weaker than that of current THVD propellers. Winding up of the air flow starts already on the first propeller, see FigZa and ends on the blades of the second ise) z5 air propeller, at the exit of which the air flow has an axial direction. with

Треба відмітити, що кількість лопатей першого повітряного гвинта мусить перевершувати кількість лопатей другого повітряного гвинта для більш плавної закрутки потоку в зоні Н-В 4, а гвинтова потуга на першому повітряному гвинті суттєво менша за аналогічну на другому повітряному гвинті.It should be noted that the number of blades of the first propeller must exceed the number of blades of the second propeller for a smoother twisting of the flow in the H-B zone 4, and the screw power on the first propeller is significantly less than that on the second propeller.

Таким чином, зменшення потуги удару по вхідних кромках лопатей другого повітряного гвинта в 4-5 разів є « основою збільшення обертів другого повітряного гвинта на 8095 у порівнянні з існуючими повітряними гвинтами, шщ с переводу його в понадзвуковий режим роботи, збільшення абсолютної осьової швидкості повітряного потоку Са на вході в лопаті другого повітряного гвинта - до 26бО0м/с та підвищення безпеки польотів та покращення ;» екології навколишнього середовища за рахунок зниження децибельної характеристики та витрати палива.Thus, reducing the impact force on the leading edges of the blades of the second propeller by 4-5 times is "the basis of increasing the revolutions of the second propeller by 8095 in comparison with existing propellers, switching it to the supersonic mode of operation, increasing the absolute axial velocity of the air flow Sa at the entrance to the blade of the second propeller - up to 26 bO0m/s and increasing flight safety and improvement;" environmental ecology due to a decrease in decibel characteristics and fuel consumption.

Кінематичний аналіз показує, що напрям динамічних (інерційних) сил завжди протилежно напряму прискорень повітряного потоку. А напрям рушійних сил від зміни статичного тиску завжди співпадає з напрямом ко градієнта статичних тисків, за потоком - плюс, проти потоку - мінус, наприклад, у зоні Н-В рушійні сили від зміни статичного тиску направлені за потоком (плюс), див. Фіг.1, 4, 5, у зоні В-К, див. Фіг.Зг, Фіг.1, 4, 5,Kinematic analysis shows that the direction of dynamic (inertial) forces is always opposite to the direction of air flow acceleration. And the direction of the driving forces from the change in static pressure always coincides with the direction of the gradient of static pressures, upstream - plus, against the flow - minus, for example, in the N-W zone, the driving forces from the change in static pressure are directed downstream (plus), see Fig. 1, 4, 5, in the B-K zone, see Fig. 3g, Fig. 1, 4, 5,

Ме, проти потоку (мінус), у зоні К-С, див. там же, за потоком (плюс), у зоні С-Ні зоні реактивної струми, рушійніMe, against the flow (minus), in the K-C zone, see in the same place, downstream (plus), in the C-No zone of the reactive currents, driving currents

Го! сили від зміни статичного тиску завжди дорівнюють нулю, повітряний потік у цій зоні рухається тільки під дією інерційних сил. со Аналіз характеру зміни динамічних (інерційних) сил та рушійних сил від зміни статичного тиску, див.Фіг.1, 4) 4, 5, показує, що в зоні контрольного контуру Н-Н; середні динамічні (інерційні) сили, які генеруються в зонах н-В», Во-К, К-Со, Со-Ні, взаємно знищують одна одну, середні рушійні сили від зміни статичного тиску в зонахGo! the forces from the change in static pressure are always zero, the air flow in this zone moves only under the action of inertial forces. co Analysis of the nature of changes in dynamic (inertial) forces and driving forces due to changes in static pressure, see Fig. 1, 4) 4, 5, shows that in the zone of the H-H control circuit; average dynamic (inertial) forces generated in zones n-B", Vo-K, K-So, So-Ni, mutually destroy each other, average driving forces from changes in static pressure in zones

Н-В» та В.-К теж взаємно знищують одна одну, в зоні реактивної струмі Со-Ні рушійна сила від зміни статичного ов Тиску завжди дорівнює нулю, тому що в реактивному струмі при будь-яких значеннях статичного тиску у вихідному перерізі лопатей повітряного гвинта (Ре»Рн, Рое-Рн, Ре«Ру) множення РеЕс завжди дорівнює РніЕні. с Таким чином, нескомпенсованою зоною, в якій генерується тяга на лопатях повітряного гвинта, є зона К-С, зона прискорення потоку під дією рушійних сил від зміни статичного тиску, тяга в якій, згідно з рішенням, що заявляється, розраховує як: бо при Мп-0О, (3) в -|Ачерянср - Реве р пиши в5 в (ери я де ; при Мп», (4)H-V" and V.-K also mutually destroy each other, in the zone of the jet stream So-Ni, the driving force from the change in the static pressure is always zero, because in the jet stream at any values of the static pressure in the outlet section of the blades of the air screw (Re»Rn, Roe-Rn, Re«Ru) multiplication of ReEs is always equal to RniEni. c Thus, the uncompensated zone in which thrust is generated on the propeller blades is the K-C zone, the zone of flow acceleration under the action of driving forces from the change in static pressure, the thrust in which, according to the proposed decision, is calculated as: because at Mp-0O, (3) in -|Acheryansr - Reve r write v5 in (ery i de; at Mp", (4)

де З ж я жкwhere I live

РНер - РНер 5 АРНерRNer - RNer 5 RNer

Енер У 71, при Мп-0,Ener U 71, at MP-0,

Еб 1, при Мд-0, - »Eb 1, at Md-0, - »

РНер -Щ.1, при Мп»,Rner - Sh. 1, at MP",

РЕ - 2.1, при Мо»о, тобто тяга однієї лопаті - це різниця між середньою рушійною силою в зоні К-С ( ух Е ) та силою опору 70 РНербНерRE - 2.1, at Mo»o, that is, the thrust of one blade is the difference between the average driving force in the K-C zone ( uh E ) and the resistance force of 70 РNerbNer

РеоЕс, приведених до зони спокійного потоку Н. Треба відмітити, що середній статичний тиск у середньому перерізі Г, РИ ; при швидкості польоту Мп»О, повністю залежить від зміни середньої швидкості повітряного ср потоку Сер при Мп2О, див. виведену формулу тяги, а тягова потуга повітряного гвинта завжди дорівнює множенню Е. Сер «при Мп-о, К.сСьр х при Мп о» 0, тому польотний (тяговий) ККД, згідно з рішенням, що заявляється, розраховується як:ReoEs brought to the zone of calm flow N. It should be noted that the average static pressure in the average cross-section Г, РИ ; at the flight speed Mp»O, completely depends on the change in the average speed of the average air flow Ser at Mp2O, see the derived thrust formula, and the thrust power of the propeller is always equal to the multiplication of E. Ser "at Mp-o, K.sSr x at Mp o" 0, therefore the flight (thrust) efficiency, according to the proposed solution, is calculated as:

РеЕ 9 пт -|1--2 5 5 | 10095, при Мп - 0,ReE 9 pt -|1--2 5 5 | 10095, with MP - 0,

РНерНер (6)RNerNer (6)

ВАVA

Япо- 1---2-- - 62 5 |х 1 0095, при Мп» 0, 8 1Japo- 1---2-- - 62 5 |x 1 0095, at MP" 0.8 1

РНерб НерRNerb Ner

Розрахунок тяги повітряних гвинтів ТГВД, що заявляється, діаметральні розміри яких дорівнюють со аналогічним гвинтовентилятору двигуна Д-27, показує, що для розрахункового злітного режиму при М дпІо соThe calculation of the thrust of the propellers of the proposed THVD, whose diametral dimensions are equal to the similar rotor fan of the D-27 engine, shows that for the calculated take-off mode at M dpIo so

Са-26Ом/с, Опах-425м/с, тяга повітряних гвинтів, що заявляються, буде на 8096 вищою, що є основою досягнення поліпшених техніко-економічних, екологічних показників та вирішення поставленого завдання. (ее)Sa-26Ω/s, Opah-425m/s, the thrust of the propellers that are declared will be 8096 higher, which is the basis for achieving improved technical, economic, and environmental indicators and solving the task. (uh)

Розглянемо роботу повітряних гвинтів ТГВД, що заявляється, в динаміці при швидкості польоту більше нуля, соLet's consider the operation of the THVD propellers, which is declared, in dynamics at a flight speed greater than zero, so

Мп»0, наприклад, при Мп-Сеор. Кінематичний аналіз характеру зміни осьових швидкостей та прискорень потоку при Мп-Сор, див. Фіг.5, показує, що в польоті цей характер суттєво відрізняється від аналогічного при с стендових випробуваннях (при М 1-0), див.Фіг.4, 5. Це пов'язано з тим, що в польоті на повітряний потік у зоніMp»0, for example, at Mp-Seor. Kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities and flow accelerations at MP-Sor, see Fig. 5 shows that in flight this character is significantly different from the similar one during bench tests (at M 1-0), see Fig. 4, 5. This is due to the fact that in flight the air flow in the zone

Н-Н; діє додаткова робота від переносної кінетичної енергії тгу 2/2, яка завжди направлена проти потоку в цій зоні, та перемінна робота інерційних сил від зміни швидкості польоту Мп та зміни відносних осьових швидкостей « потоку С; в контрольному контурі Н-Н.. Оскільки ми розглядаємо режим роботи повітряних гвинтів при М д-сопві роботу інерційних сил від зміни швидкості польоту Мп не враховуємо. Таким чином, при Мп-Срср-сопві на - с будь-яку частинку повітряного потоку в зоні контрольного контуру Н-Н 5 буде діяти постійна додаткова робота "» від переносної кінетичної енергії тгм4"/2, яка завжди направлена проти потоку та перемінна робота інерційних " сил від зміни відносних осьових швидкостей потоку С). Ці дві роботи в контрольному контурі Н-Ні доповнюють одна одну при Мп-Сеср-сопві і, згідно рівняння Бернуллі, змінюють статичний тиск, отже і рушійні сили в контрольному контурі Н-Ні в межах закону збереження енергії. Треба відмітити, що робота інерційних сил від ко зміни відносних осьових швидкостей потоку,N-N; there is additional work from the transferred kinetic energy tgu 2/2, which is always directed against the flow in this zone, and the alternating work of inertial forces from the change in the flight speed Mp and the change in the relative axial velocities " of the flow C; in the control circuit Н-Н.. Since we are considering the mode of operation of propellers at M d-jet, we do not take into account the work of inertial forces from the change in flight speed Mp. Thus, with Mp-Srsr-sopv on - with any particle of the air flow in the zone of the H-H 5 control circuit, there will be constant additional work "" from the transferable kinetic energy tgm4"/2, which is always directed against the flow and alternating work inertial "forces from the change in the relative axial velocities of the flow C). These two works in the H-Ni control circuit complement each other at the Mp-Sesr-sopv and, according to the Bernoulli equation, change the static pressure, hence the driving forces in the H-Ni control circuit within the limits of the law of conservation of energy. It should be noted that the work of inertial forces from changes in the relative axial velocities of the flow,

Ф ів, ен оМабе - то-айсі- Ма) со де Ів, - робота інерційних сил в і-тому перерізі, 1 й і її ві- ізіF iv, en oMabe - to-aisi- Ma) so de Iv, - the work of inertial forces in the ith cross-section, the 1st and its vision

Го) Я сила інерції в і-тому перерізі,Go) I is the inertial force in the i-th section,

Фе айс 7 абсолютна швидкість повітряного потоку в і-тому перерізі, 1 тг - секундна витрата повітря через площу і-того перерізу, 5 а; - прискорення повітряного потоку в і-тому перерізі,Figure 7 is the absolute speed of the air flow in the i-th cross-section, 1 tg - the second air flow through the area of the i-th cross-section, 5 a; - acceleration of the air flow in the ith section,

С, - осьова відносна швидкість повітряного потоку в і-тому перерізі, с Мп - швидкість польоту, переносна швидкість, порівняно з аналогічною при М 4-0 змінює свій напрям і значення залежно від напрямку і значення абсолютної швидкості повітряного потоку М абс, генеруючи при цьому в межах закону збереження енергії, зони загальмованого та прискореного повітряного потоку. во Зона загальмованого повітряного потоку, наприклад, зона В-К, В 2-К при Мп-0, див. Фіг.1, 4, - це зона, де напрям інерційних сил збігається з напрямком абсолютної швидкості повітряного потоку, що генерує позитивну (умовно) роботу інерційних сил, направлену, згідно рівняння Бернуллі, на додаткове стиснення основного повітряного потоку при одночасному зменшенні відносної швидкості повітряного потоку С..С, - axial relative speed of the air flow in the ith section, с Мп - flight speed, portable speed, compared with the similar one at M 4-0 changes its direction and value depending on the direction and value of the absolute speed of the air flow M abs, generating at this within the limits of the law of conservation of energy, the zone of decelerated and accelerated air flow. в Zone of slowed air flow, for example, zone B-K, B 2-K at MP-0, see Fig. 1, 4 is a zone where the direction of inertial forces coincides with the direction of the absolute speed of the air flow, which generates positive (conditionally) work of inertial forces directed, according to the Bernoulli equation, to the additional compression of the main air flow with a simultaneous decrease in the relative air speed stream S.

Зона прискореного повітряного потоку, наприклад, зона К-С, К-С»о при Мп-0О, див. Фіг.1, 4 - це зона, де б напрям інерційних сил протилежний напрямку абсолютної швидкості повітряного потоку, що генерує негативну (умовно) роботу інерційних сил, направлену згідно рівняння Бернуллі, на додаткове прискорення повітряного потоку при одночасному збільшенні відносної осьової швидкості повітряного потоку та зниженні статичного тиску. Генерування зон загальмованого та прискореного повітряного потоку завжди відбувається в межах закону збереження енергії. Газодинамічні характеристики потоку в перерізі ї (тиск, відносна осьова швидкість)Zone of accelerated air flow, for example, zone K-C, K-C»o at Mp-0О, see Fig. 1, 4 is a zone where the direction of inertial forces is opposite to the direction of the absolute speed of the air flow, which generates negative (conditionally) work of inertial forces, directed according to the Bernoulli equation, to additional acceleration of the air flow with a simultaneous increase in the relative axial speed of the air flow and reduction of static pressure. The generation of zones of decelerated and accelerated air flow always occurs within the limits of the law of conservation of energy. Gasodynamic characteristics of the flow in cross section (pressure, relative axial velocity)

Залишаються такими, як при М дО, абсолютна кінетична енергія повітряного потоку в перерізі Її завжди дорівнює нулю.They remain the same as at M dO, the absolute kinetic energy of the air flow in the cross-section of It is always zero.

Кінематичний аналіз показує, що в зоні Н-Во, див.Фіг.5, напрям інерційних сил збігається з напрямом абсолютної швидкості повітряного потоку М абсо. В цій зоні іде додаткове стиснення повітряного потоку з одночасним зменшенням відносної осьової швидкості повітряного потоку Си М. В перерізі Н вся робота від 70 переносної кінетичної енергії тр Маг/2 іде на стиснення основного потоку, тому в перерізі Н статичний тиск Р" суттєво перевищує Р, див. Фіг5. Явище стиснення повітряного потоку перед повітрязабірником турбореактивного двигуна (ТРД) відомо, див. |1), с.82. Оскільки в перерізі Во зростає статичний тиск, то витрата повітря через повітряні гвинти зростає при збільшенні швидкості польоту, зростає також розрахунковий рівень підвищення тиску П," лопаті повітряного гвинта, статичний тиск у перерізі К, див. Фіг.Зг, 5, збільшується .Kinematic analysis shows that in the N-Vo zone, see Fig. 5, the direction of inertial forces coincides with the direction of the absolute speed of the air flow M abso. In this zone, there is an additional compression of the air flow with a simultaneous decrease in the relative axial velocity of the air flow Sy M. In the section H, all the work from the 70 transferable kinetic energy tr Mag/2 goes to the compression of the main flow, therefore, in the section H, the static pressure P" significantly exceeds P , see Fig. 5. The phenomenon of air flow compression in front of the air intake of a turbojet engine (TRD) is known, see |1), p. 82. Since the static pressure increases in the section Vo, the air flow through the propellers increases with increasing flight speed, also increases calculated level of pressure increase P" of the propeller blades, static pressure in the section K, see Fig. 3g, 5, increases.

Кінематичний аналіз показує, що в зоні Во-К, зоні стиснення повітряного потоку на лопатях другого повітряного гвинта, див.Фіг.5, Зг, напрям інерційних сил є протилежним напряму абсолютної швидкості повітряного потоку М абсо. В цій зоні під дією негативної роботи інерційних сил іде прискорення повітряного потоку з одночасним зменшенням розрахункової ступені стиснення повітряного потоку Пу. Це дуже небезпечне явище також відомо для ТРД, див.(1|), с.114, с.327 мал.9.24, тільки це явище в запропонованій заявці пояснюється шляхом кінематичного аналізу.Kinematic analysis shows that in the Vo-K zone, the zone of air flow compression on the blades of the second propeller, see Fig. 5, Zg, the direction of inertial forces is opposite to the direction of the absolute speed of the air flow M abso. In this zone, under the influence of the negative work of inertial forces, the air flow accelerates with a simultaneous decrease in the calculated degree of air flow compression Pu. This very dangerous phenomenon is also known for TRD, see (1|), p.114, p.327 fig.9.24, only this phenomenon in the proposed application is explained by kinematic analysis.

При Св, »МпСь де Св, - осьова відносна швидкість повітряного потоку в перерізі В», див.Фіг.5, має місце нерівномірне завантаження лопатей повітряного гвинта: перша зона В 5-ї перевантажена, тому, що робота інерційних сил направлена на додаткове стиснення повітряного потоку при одночасному зменшенні відносної осьової швидкості повітряного потоку, наступна за ходом потоку зона Ї-К лопатей повітряного гвинта буде недовантаженою, тому, що робота інерційних сил направлена на додаткове прискорення повітряного потоку при й) одночасному збільшенні відносної осьової швидкості та зменшенні статичного тиску. При Мп» Св, вся зона стиснення повітряного потоку на лопатях повітряного гвинта Во-К буде недовантаженою.At Sv, »MpС where Sv, is the axial relative velocity of the air flow in section B», see Fig. 5, there is an uneven loading of the propeller blades: the first zone B of the 5th is overloaded, because the work of inertial forces is directed to additional compression of the air flow with a simultaneous decrease in the relative axial velocity of the air flow, the Y-K zone of the propeller blades following the flow will be underloaded, because the work of inertial forces is directed to the additional acceleration of the air flow with a) simultaneous increase in the relative axial velocity and decrease in static pressure . At MP» Sv, the entire air flow compression zone on the blades of the Vo-K propeller will be underloaded.

Треба відзначити, що потужні ударні хвилі, які генеруються в кінематичній зоні жорсткого (пружного) удару со на вході в лопаті існуючих повітряних гвинтів, див.Фіг.17, які направлені за або проти потоку, завжди со призводять до збільшення інерційних сил у зоні Н-В та В-К, що в свою чергу, призводить до додаткового стиснення повітряного потоку в зоні, де лопаті перевантажені та додаткового прискорення повітряного потоку в г) зоні, де лопаті недовантажені з усіма негативними явищами. «соIt should be noted that powerful shock waves, which are generated in the kinematic zone of a hard (elastic) shock at the entrance to the blade of existing propellers, see Fig. 17, which are directed downstream or against the flow, always lead to an increase in inertial forces in the H zone -B and B-K, which in turn leads to additional compression of the air flow in the zone where the blades are overloaded and additional acceleration of the air flow in the d) zone where the blades are underloaded with all the negative phenomena. "co

Вихід з цього кінематичного, дуже небезпечного дефекту тільки один: треба усунути потужні ударні хвилі, які генеруються в кінематичній зоні жорсткого (пружного) удару на вході в лопаті існуючих повітряних гвинтів с та збільшувати оберти наступних повітряних гвинтів, тому, що при однаковому зменшенні чи збільшенні осьової швидкості повітряного потоку Са кут атаки і змінюється на суттєво менше значення на тому повітряному гвинті, де колова швидкість обертання ОО буде вищою, що виконано в повітряних гвинтах, що заявляються, що є « гарантом відсутності розвиненого зриву потоку по спинці та по коритцю лопатей повітряних гвинтів, гарантом безпеки польотів та суттєвого покращення техніко-економічних показників повітряних гвинтів. т с Кінематичний аналіз показує, що в зоні К-- напрям інерційних сил збігається з напрямом абсолютної ч» швидкості повітряного потоку М абсо. У цій зоні під дією позитивної роботи інерційних сил іде додаткове " стиснення основного потоку до 20956 з одночасним зменшенням відносної осьової швидкості повітряного потоку С. В цій зоні характеристика зміни статичного тиску збільшується відносно аналогічної при М д-0, тому характеристика зменшення статичного тиску при розширенні повітряного потоку стає більш крутішою і при їмо) Мп-Соср ця характеристика проходить через точку Г, яка збігається з середнім перерізом, див.Фіг.4. У нашому б випадку перерізи Її, Г, Сср співпадають, оскільки Мп-Срор, тому газодинамічні параметри повітряного потоку со (тиск, осьова відносна швидкість) залишаються в перерізі 7 такими, як при М дО, АРЙер при цьому дорівнює 0.There is only one way out of this kinematic, very dangerous defect: it is necessary to eliminate the powerful shock waves that are generated in the kinematic zone of a hard (elastic) shock at the entrance to the blade of the existing propellers and to increase the revolutions of the following propellers, because with the same decrease or increase of the axial speed of the air flow Са, the angle of attack changes to a significantly smaller value on that propeller, where the circular speed of rotation ОО will be higher, which is performed in propellers that are declared to be "a guarantor of the absence of a developed disruption of the flow along the back and along the trough of the air blades propellers, a guarantor of flight safety and significant improvement of technical and economic indicators of propellers. t s Kinematic analysis shows that in the zone K-- the direction of inertial forces coincides with the direction of the absolute h" speed of the airflow M abso. In this zone, under the action of the positive work of inertial forces, there is an additional "compression of the main flow to 20956 with a simultaneous decrease in the relative axial velocity of the air flow C. In this zone, the characteristic of the change in static pressure increases relative to the one at M d-0, therefore, the characteristic of the decrease in static pressure during expansion air flow becomes steeper and we take it) Mp-Sosr, this characteristic passes through the point G, which coincides with the middle cross-section, see Fig. 4. In our case, the cross-sections Uy, G, Ssr coincide, since Mp-Sror, therefore gas-dynamic air flow parameters (pressure, axial relative velocity) remain in cross-section 7 as they are at M dO, ARYer is equal to 0.

Треба відзначити, що характеристика зміни статичного тиску проходить через точку Г тільки в двох випадках: со при Мп-О та Мап-Срор, в усіх інших випадках ця характеристика проходить нижче (при М л«Сор ), або вище при 4) Мп» Сер, що буде відповідно зменшувати (- АРЙер ), або збільшувати (їх АРЙер ) тягу повітряних гвинтів, генеруючи зIt should be noted that the characteristic of the change in static pressure passes through point Г only in two cases: со at Мп-О and Мап-Срор, in all other cases this characteristic passes lower (at М l«Сор ) or higher at 4) Мп» Sir, which will accordingly reduce (- ARYer ) or increase (their ARYer ) the thrust of the propellers, generating from

АР ,див. формули, що заявляються.AR, see the declared formulas.

При цьому характер зміни тяги повітряних гвинтів у залежності від швидкості польоту М дп буде точно такий, як для ТРД, див.|1, с.49, мал. 124, - початок характеристики, див.|/11, с.261, мал.8.48, - повна характеристика. с Характер зміни тяги повітряних гвинтів залежно від швидкості польоту М д згідно з формулами, що заявляються, можна пояснити також залежністю зменшення чи прирощення статичного тиску в середньому перерізі Г при наборі швидкості польоту від зміни відносної осьової швидкості повітряного потоку в середньому 60 перерізі Г ( Авдор від Сер ). При МохСер переріз Г знаходиться в зоні прискореного повітряного потоку, оскільки сили інерції направлені протилежно Мабс і робота інерційних сил збільшує Сср при одночасному зменшенні (-At the same time, the nature of the propeller thrust change depending on the flight speed M dp will be exactly the same as for the TRD, see |1, p. 49, fig. 124, - the beginning of the description, see |/11, p. 261, fig. 8.48, - the full description. c The nature of the change in thrust of the propellers depending on the flight speed M d according to the stated formulas can also be explained by the dependence of the decrease or increase of the static pressure in the average cross-section Г when the flight speed is set on the change in the relative axial velocity of the air flow in the average 60 section Г ( Avdor from Sir ). At MokhSer, the cross-section G is in the zone of accelerated air flow, since inertial forces are directed opposite to Mabs and the work of inertial forces increases Ssr with a simultaneous decrease (-

АР ), тяга повітряних гвинтів при цьому зменшується за рахунок негативного (- АР ), досягає свого мінімального значення, див.(1), с.49, мал.1.24, стабілізується та при подальшому зростанні М пд починає бо збільшуватись і при МпеСер тяга повітряних гвинтів досягає також значення, як при М 150. При Мп»Сеор переріз ї знаходиться вже між перерізами Г і Со. Середній переріз Г при цьому знаходиться вже в зоні загальмованого потоку, Сср починає зменшуватися при одночасному збільшенні (ї АРЙер ), тяга повітряних гвинтів зростає за й рахунок позитивного (ж АРДер ). Таким чином, характер зміни Сер при збільшенні Мп під дією роботи інерційних сил - це дзеркальне відображення кривої зміни тяги, див.(|1), с.49, мал.1.24, с.261, мал.8.48.АР ), the thrust of the propellers at the same time decreases due to the negative (- АР ), reaches its minimum value, see (1), p.49, fig. 1.24, stabilizes, and with further growth of M pd, the thrust begins to increase even at MpeSer of propellers also reaches the same value as with M 150. At Mp»Seor, the cross-section is already between the cross-sections G and So. At the same time, the average cross-section Г is already in the zone of the retarded flow, Ssr begins to decrease with a simultaneous increase (Х АРЭр ), the thrust of the propellers increases at the expense of the positive (Х АРЭР ). Thus, the nature of the change in Ser when MP increases under the action of inertial forces is a mirror image of the thrust change curve, see (|1), p. 49, fig. 1.24, p. 261, fig. 8.48.

Кінематичний аналіз показує, що в зоні 4Со при Мп-Сор напрям інерційних сил є протилежним напряму абсолютної швидкості повітряного потоку М абс. В цій зоні під дією негативної роботи інерційних сил іде додаткове прискорення повітряного потоку до 2095 з одночасним зниженням статичного тиску нижче Р н, Ес при 70 Цьому зменшується за рахунок зменшення Ї , див. Фіг.Зг.Kinematic analysis shows that in the 4Со zone at Мп-Сор, the direction of inertial forces is opposite to the direction of the absolute speed of the air flow M abs. In this zone, under the action of the negative work of inertial forces, there is an additional acceleration of the air flow to 2095 with a simultaneous decrease in the static pressure below Рn, Еs at 70 This decreases due to a decrease in Й , see Fig. Zg.

Оскільки характеристика зміни статичного тиску при Мп-Сеор стає більш крутішою, то розширення повітряного потоку до Рн має місце задовго до вихідного перерізу Со лопаті другого повітряного гвинта, див. Фіг.5, переріз А, при цьому в перерізі А генеруються відривні зони та течії, які знижують тягу повітряних гвинтів.Since the characteristic of the change in static pressure at Mp-Seor becomes steeper, the expansion of the air flow to Pn takes place long before the outlet section Со of the blade of the second propeller, see Fig. 5, cross-section A, while in cross-section A, separation zones and currents are generated, which reduce the thrust of propellers.

Це явище є спільним для всіх повітряних гвинтів, але для повітряних гвинтів, що заявляються, кут відриву потоку від поверхні коритця лопаті суттєво менший у порівнянні з аналогічним для існуючих повітряних гвинтів гвинтовентиляторів, що призводить до суттєво менших втрат тяги. Це пояснюється більш плавною кінематикою потоку в повітряних гвинтах, що заявляються.This phenomenon is common to all propellers, but for the proposed propellers, the angle of separation of the flow from the surface of the blade trough is significantly smaller compared to the same for the existing propellers of rotary fans, which leads to significantly lower thrust losses. This is explained by the smoother flow kinematics in the applied propellers.

Таким чином, при Мп-Срор, незважаючи на втрати тяги по відривним течіям, загальна тяга повітряних гвинтів, що заявляються, збільшується за рахунок зниження РЕ; , див. формулу 4, і досягає такого ж значення, як при Мд-0.Thus, with MP-Sror, despite the loss of thrust due to separation currents, the total thrust of the propellers, which are declared, increases due to the reduction of RE; , see formula 4, and reaches the same value as with Md-0.

Кінематичний аналіз у зоні Со-Ні показує, що в реактивному струмені, див.Фіг.5, генерується зона прискореного повітряного потоку 1--Ні. При збільшенні швидкості польоту Мп зони Н-ї та Ї-Н. своїми перерізамиKinematic analysis in the So-Ni zone shows that in the jet jet, see Fig. 5, a zone of accelerated air flow 1--Ni is generated. With an increase in the flight speed MP of the H-th and Y-H zones. by its cross-sections

Її та її поступово наближаються до вихідного перерізу С» лопатей другого повітряного гвинта, Рис при цьому збільшується, витрата повітря через гвинти зростає, Р. збільшується та наближається до Р у, втрати тяги від - відривної зони А та відривних течій у цій зоні зменшуються, оскільки зона А при збільшенні швидкості польоту поступово наближається до вихідного перерізу С», тяга повітряних гвинтів збільшується і при М д- Се, досягає свого максимального значення, яке суттєво перевищує тягу повітряних гвинтів при М п-0, див), С.261,. («0 мал.8.48. При Мп се, фронти двох енергетичних потоків Н-ї і Т4-Н. своїми перерізами ї та йсходяться на со перерізі Со лопатей повітряного гвинта. Оскільки фронти повітряних потоків у перерізі ї та ї 4 знаходяться в со постійному потужному коливальному процесі, то при їх зустрічі в перерізі Со генерується потужна стояча ударна хвиля, потуга якої при збільшенні Мд» Сг Зростає, ця стояча ударна хвиля запирає потік, Ро збільшується вище ісе) їHer and her gradually approach the initial cross-section C" of the blades of the second propeller, while Rys increases, the air flow through the propellers increases, R. increases and approaches P y, thrust losses from - separation zone A and separation currents in this zone decrease. since zone A gradually approaches the initial cross-section C as the flight speed increases, the thrust of the propellers also increases at M d-Se, reaching its maximum value, which significantly exceeds the thrust of the propellers at M n-0, see), P.261, . (0 fig. 8.48. At Mp se, the fronts of two energy flows H-th and T4-H. with their cross-sections y and ys converge on the cross-section Co of the blades of the propeller. Since the fronts of the air flows in the cross-section y and y 4 are in constant co a powerful oscillatory process, then when they meet in the cross-section So, a powerful standing shock wave is generated, the power of which increases with the increase of Md» Sg, this standing shock wave blocks the flow, Po increases above ise)

Рн, тяга повітряних гвинтів поступово зменшується та при РЕ; , що рівняється Реве , стає рівною нулю. сРн, thrust of air propellers gradually decreases and at RE; , equal to Reve, becomes zero. with

Таким чином, кінематичний аналіз показує, що найбільш раціональним режимом польоту повітряних гвинтівThus, the kinematic analysis shows that the most rational mode of flight of propellers

ТГВД, що заявляється, є режим, коли М пес, лв нашому випадку М1-:О0,9МП, що дозволяє повністю замінити « існуючі ТРДД. - с Все це дає всі підстави заявити, що повітряні гвинти, які заявляються, будуть мати поліпшену й характеристику польотної тяги порівняно з нинішніми повітряними гвинтами гвинтовентиляторів через майже "» повну відсутність кінематичної зони жорсткого (пружного) удару та можуть бути застосовані для швидкості польоту до 0,9Мп. при високій безпеці польотів та суттєво поліпшених техніко-економічних та екологічних показниках. ко Таким чином, застосування невідомого в теорії повітря-реактивних двигунів та теорії повітряних гвинтів методу кінематичного аналізу характеру зміни осьових швидкостей, прискорень потоку, рушійних сил від зміни б статичного тиску дозволяє не тільки правильно вивести формулу тяги, польотного (тягового) ККД повітряних о гвинтів, що суттєво поліпшує наше уявлення про процес генерування тяги, але й виявити всі недоліки нинішніх повітряних гвинтів гвинтовентиляторів при М дп»0О, пов'язаних з наявністю кінематичної зони жорсткого бо (пружного) удару по вхідних кромках лопатей повітряних гвинтів, показує, що усунути цей дуже небезпечний сю» недолік можливо тільки змінивши характер переміщення частин повітряного потоку в зоні Н-В, див. Фіг.1, з наростаючим прискоренням, що має місце у нинішніх повітряних гвинтах гвинтовентиляторів, на характер переміщення частин повітряного потоку в зоні Н-В 5, див. Фіг.4, 5, зі знижувальним прискоренням у повітряних гвинтах, що заявляються, це досягається тим, що повітряний потік, за рахунок введення першого повітряного гвинта, який не стискує та не прискорює повітряний потік, а застосовується тільки як обертальний з заданим с законом обертання направляючий апарат, закручується в зоні Н-В 4 та розкручується в зоні В.-Со, див. Фіг.За, маючи осьовий напрям у перерізі Со, що дає змогу майже повністю усунути кінематичну зону жорсткого (пружного) удару і на цій основі підвищити оберти другого повітряного гвинта, застосовуючи для нього бо понадзвуковий режим роботи, що суттєво поліпшує безпеку польотів, підвищує польотну тягу, знижує децибельну характеристику, що сприяє досягненню абсолютно вищих техніко-економічних та екологічних показників для повітряних гвинтів, що заявляються.THVD, which is declared, is a mode when M pes, lv in our case M1-:O0.9MP, which allows you to completely replace existing turboprops. - c All this gives every reason to state that the propellers that are claimed will have improved and flight thrust characteristics compared to the current propellers of propeller fans due to the almost "" complete absence of a kinematic zone of hard (elastic) impact and can be used for flight speeds up to 0.9 MP with high flight safety and significantly improved technical, economic and environmental indicators. Thus, the application of a method of kinematic analysis of the nature of changes in axial velocities, flow accelerations, driving forces from changes in the theory of air-jet engines and the theory of propellers of static pressure allows not only to correctly derive the thrust formula, the flight (thrust) efficiency of propellers, which significantly improves our understanding of the thrust generation process, but also to reveal all the shortcomings of the current propellers of propeller fans at M dp»0O, associated with the presence of kinematic zones of hard bo (elastic) impact on the input edges of the flap of propellers, shows that it is possible to eliminate this very dangerous shortcoming only by changing the nature of the movement of parts of the air flow in the N-W zone, see Fig. 1, with the increasing acceleration that occurs in the current propellers of propeller fans, on the nature of the movement of parts of the air flow in the H-B zone 5, see Fig. 4, 5, with decreasing acceleration in the propellers that are claimed, this is achieved by the fact that the air flow, due to the introduction of the first propeller, which does not compress and accelerate the air flow, but is used only as a rotary one with a given rotation law the guiding device is twisted in the N-B zone 4 and untwisted in the B.-So zone, see Fig.Za, having an axial direction in the cross-section So, which makes it possible to almost completely eliminate the kinematic zone of a hard (elastic) impact and, on this basis, to increase the revolutions of the second propeller, using a supersonic mode of operation for it, which significantly improves flight safety, increases the flight thrust, reduces the decibel characteristic, which contributes to the achievement of absolutely higher technical, economic and environmental indicators for the propellers that are declared.

Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок, що пропоноване технічне рішення може бути застосовано в техніці і задовольняє критерію "промислова застосовність". 65 Джерела інформації: - Шляхтенко С.М. Теорія и расчет воздушно-реактивньїх двигателей. -Москва: Машиностроение, 1987г.-568с.Based on the above, it can be concluded that the proposed technical solution can be applied in engineering and satisfies the "industrial applicability" criterion. 65 Sources of information: - Shlyakhtenko S.M. Theory and calculation of jet engines. - Moscow: Mashinostroenie, 1987 - 568 p.

- Патент на винахід Мо2027902, Росія, МІЖ РОЗНБ/0О, ГО4019/00. Способ создания тяги. /Б.Ш.Мамедов;- Patent for the invention Mo2027902, Russia, MIZH ROZNB/0O, GO4019/00. The method of creating traction. /B.Sh. Mamedov;

Опубл. 27.01.95.-4с. - Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Янко А.К. Теория авиационньїх двигателей, Москва: Машиностроение, 1983Гг.Publ. 27.01.95.-4s. - Kazanzhan P.K., Tikhonov N.D., Yanko A.K. Theory of aviation engines, Moscow: Mashinostroenie, 1983.

Claims (1)

Формула винаходу 70 Турбогвинтовентиляторний двигун, в якому лопаті повітряних гвинтів мають гідравлічні кути р;, оптимальні розміри яких регламентуються розрахунком тяги та польотного (тягового) ККД, який відрізняється тим, що двигун містить редуктор з двома коаксіальними вихідними валами, сполученими з повітряними гвинтами та приводом від турбіни, а гідравлічні кути р, лопатей першого та другого повітряного гвинта 1, 2 розташовані узгоджено (в одному напрямку), при цьому перший повітряний гвинт жорстко зв'язаний з вихідним внутрішнім 75 валом З редуктора, на протилежному кінці якого жорстко встановлено зубчасте колесо 6, яке через проміжні зубчасті колеса 9, 10, жорстко встановлені на проміжному валу 11 редуктора, зв'язано через зубчасте колесо 12 з привідним валом 13 редуктора, а другий по ходу потоку повітряний гвинт жорстко зв'язаний з коаксіальним вихідним валом 4 редуктора, на протилежному кінці якого жорстко встановлено зубчасте колесо 7, яке через проміжні зубчасті колеса 8, 10, жорстко встановлені на проміжному валу 11 редуктора, зв'язано з ведучим зубчастим колесом 12 та привідним валом 13 редуктора, при цьому передаточні відношення зубчастих коліс редуктора забезпечують збільшення обертів повітряних гвинтів по ходу потоку, їх узгоджене з заданим законом обертання, при якому гідравлічні кути лопатей повітряних гвинтів забезпечують закручування повітряного потоку в зоні прискореного потоку протилежно напряму обертання з осьовим виходом повітряного потоку після другого повітряного гвинта, а розрахунок тяги та польотного (тягового) ККД повітряних гвинтів виконується за 29 формулами: шщ Р - (Рнербнор 7 Рего, при МД - 0, - (РнНерЕНер -РОг5», при хд о» 0, со зо й Рнер - Рнер Ж АРНор, со Енер ж іє й при п ж 0, Еге -Ї.ї примп - 0, со Ерер - при упо» 0, (се; з5 Бе примп х 0, см ВЕ, пр -|1--- - 24«--/(|х 10095, при Уд-б, РнерЕНер « РЕ; пд 1-х 10096, при. удо 0, З с РНерЕ Нер "» де є - тяга другого повітряного гвинта при уд - 0, п Е" - тяга другого повітряного гвинта при Уд з. 0, Реер - статичний тиск у середньому перерізі газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта в зоні іме) К-сСа. при мд - 0, приведений до зони спокійного потокун, (о) Ен; площа газодинамічного тракту в середньому перерізі Г зони к- С. лопаті другого повітряного гвинта при (ее) що Мп - 0, приведена до зони спокійного потокун, (ее) і, - товщина газодинамічного тракту в середньому перерізі Г зони К- сС. лопаті другого повітряного гвинта при сю» чіп 0, - довжина лопаті другого повітряного гвинта, Реер «Енго 7 Середня, приведена до зони спокійного потоку Н, рушійна сила від зміни статичного тиску в зоні ср с К- се лопаті другого повітряного гвинта при м - 0, Ро - статичний тиск у вихідному перерізі С. газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта при чіп 0, 60 й й Не й й Ер - площа газодинамічного тракту в вихідному перерізі С. лопаті другого повітряного гвинта при уд - б, І- товщина газодинамічного тракту в вихідному перерізі С. лопаті другого повітряного гвинта при уд - 0, РеЕь - сила опору статичного тиску у вихідному перерізі С. лопаті другого повітряного гвинта при уд - 0, 65 П - кількість лопатей другого повітряного гвинта,Formula of the invention 70 Turboprop fan engine, in which propeller blades have hydraulic angles p;, the optimal dimensions of which are regulated by the calculation of thrust and flight (traction) efficiency, which differs in that the engine contains a gearbox with two coaxial output shafts connected to propellers and a drive from the turbine, and the hydraulic angles p of the blades of the first and second propellers 1, 2 are aligned (in the same direction), while the first propeller is rigidly connected to the output internal shaft 75 of the gearbox, on the opposite end of which a gear wheel is rigidly installed 6, which through the intermediate gear wheels 9, 10, rigidly installed on the intermediate shaft 11 of the reducer, is connected through the gear wheel 12 to the drive shaft 13 of the reducer, and the second air screw in the direction of the flow is rigidly connected to the coaxial output shaft 4 of the reducer, at the opposite end of which a gear wheel 7 is rigidly installed, which through intermediate gear wheels 8, 1 0, rigidly installed on the intermediate shaft 11 of the reducer, is connected to the driving gear wheel 12 and the drive shaft 13 of the reducer, while the transmission ratios of the gear wheels of the reducer ensure an increase in the revolutions of the air propellers in the direction of the flow, they are coordinated with the given law of rotation, in which the hydraulic the angles of the blades of the propellers ensure the twisting of the air flow in the area of the accelerated flow opposite to the direction of rotation with the axial exit of the air flow after the second propeller, and the calculation of thrust and flight (thrust) efficiency of the propellers is performed according to 29 formulas: MD - 0, - (RnNerENer -ROg5», at khd o» 0, so zo and Rner - Rner Ж ARNor, so Energy is also at p z 0, Ege -І.і primp - 0, so Erer - at upo » 0, (se; z5 Be primp x 0, cm VE, pr -|1--- - 24«--/(|x 10095, at Ud-b, RnerENer « RE; pd 1-x 10096, at. udo 0, Z s RnerE Ner "» where is - the thrust of the second propeller at ud - 0, p E" - the thrust of the second propeller at Ud z. 0, Reer - the static pressure in the middle cross-section of the gas-dynamic tract of the blade of the second propeller in the zone ime) K-сСа. at md - 0, reduced to the zone of calm flow, (o) En; the area of the gas-dynamic tract in the middle cross-section H of the k-S zone of the blade of the second propeller when (ee) that Mp is 0, reduced to the zone of calm flow, (ee) and, is the thickness of the gas-dynamic tract in the middle cross-section of the H zone K-cS. of the blade of the second propeller at syu" chip 0, - the length of the blade of the second propeller, Reer "Engo 7 Average, reduced to the zone of calm flow H, the driving force from the change in static pressure in the zone sr s K- se of the blade of the second propeller at m - 0, Ro is the static pressure in the outlet cross-section of the S. gas-dynamic path of the blade of the second propeller at the chip 0, 60 y y Ne y y Er - the area of the gas-dynamic tract in the outlet cross-section of the S. blade of the second propeller at ud - b, I- the thickness of the gas-dynamic of the tract in the outlet cross-section of the S. blade of the second propeller at ud - 0, Рей - the static pressure resistance force in the outlet section of the S. blade of the second propeller at ud - 0, 65 П - the number of blades of the second propeller, Рнер - статичний тиск у середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні К- С. лопаті другого повітряного гвинта при уд з» 0, приведений до зони спокійного потокун, рр: площа газодинамічного тракту у середньому перерізі Г газодинамічного тракту у зоні кК-сС. лопаті другого повітряного гвинта при М» 0, приведена до зони спокійного потокун, ц - товщина газодинамічного тракту в середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні кК-С. лопаті другого повітряного гвинта при м ж 0, Реер «Ерер - середня, приведена до зони спокійного потоку Н, рушійна сила від зміни статичного тиску в зоні К- С» лопаті другого повітряного гвинта при м х» 0, ЖАРНер - зниження чи прирощення статичного тиску в середньому перерізі Г газодинамічного тракту в зоні 75 Кк- С. лопаті другого повітряного гвинта при м ж б, Ре - статичний тиск у вихідному перерізі С. газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта при У з» 0, Е; - площа газодинамічного тракту в вихідному перерізі С. лопаті другого повітряного гвинта при уд ж» 0, ГТ - товщина газодинамічного тракту в вихідному перерізі С. лопаті другого повітряного гвинта при уд з. 0, 2 РЕ; - сила опору статичного тиску в вихідному перерізі С. газодинамічного тракту лопаті другого повітряного гвинта при уд 0, пт - тяговий ККД другого повітряного гвинта при м - 0, дБ М" політний (тяговий) ККД другого повітряного гвинта при У з» 0. - со со с (Се) с « ші с ;»Rner is the static pressure in the middle cross-section of the gas-dynamic tract in the K-C zone of the blade of the second propeller at ud z" 0, brought to the zone of calm flow, рр: the area of the gas-dynamic tract in the middle cross-section of the gas-dynamic tract in the kK-сС zone. blades of the second air propeller at M" 0, brought to the zone of calm flow, t is the thickness of the gas-dynamic tract in the middle cross-section Г of the gas-dynamic tract in the kK-C zone. blades of the second propeller at m z 0, Reer "Erer - average, reduced to the zone of calm flow H, driving force from the change in static pressure in the zone K-C" of the blades of the second propeller at m x" 0, ЖАРНер - decrease or increase in static of pressure in the middle cross-section H of the gas-dynamic tract in the zone of 75 Kk- S. blade of the second propeller at m zh b, Re - static pressure in the outlet cross-section C. of the gas-dynamic tract of the blade of the second propeller at U z» 0, E; - the area of the gas-dynamic tract in the outlet cross-section of the S. blade of the second propeller at ud z" 0, HT - the thickness of the gas-dynamic tract in the outlet cross-section of the S. blade of the second propeller at ud z. 0.2 RE; - static pressure resistance force in the outlet cross-section S. of the gas-dynamic path of the blade of the second propeller at ud 0, pt - thrust efficiency of the second propeller at m - 0, dB M" flight (thrust) efficiency of the second propeller at U z" 0. - so so s (Se) s « shi s ;» іме) (22) (ее) о 50 сю»ime) (22) (ee) at 50 syu" с 60 б5p. 60 b5
UAU200705886U 2007-05-29 2007-05-29 Turbofan engine UA26883U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200705886U UA26883U (en) 2007-05-29 2007-05-29 Turbofan engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200705886U UA26883U (en) 2007-05-29 2007-05-29 Turbofan engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA26883U true UA26883U (en) 2007-10-10

Family

ID=38800488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200705886U UA26883U (en) 2007-05-29 2007-05-29 Turbofan engine

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA26883U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672349C1 (en) * 2017-12-19 2018-11-13 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Fairing-supercharger at inlet to air intake of compressor of turboprop-fan engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672349C1 (en) * 2017-12-19 2018-11-13 Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Fairing-supercharger at inlet to air intake of compressor of turboprop-fan engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2218874B1 (en) Turbine vane airfoil with turning flow and axial/circumferential trailing edge configuration
US11268450B2 (en) Turbomachine with fan rotor and reduction gearbox driving a low-pressure decompressor shaft
KR20100074048A (en) Supersonic compressor
CN103195757B (en) Pneumatic designing method of counter rotating compressor combining pumping of boundary layer
CA2978707A1 (en) Gas turbine engine with bleed slots and method of forming
Ji et al. Numerical studies on improving performance of rotor-67 by blended blade and endwall technique
CA2816613A1 (en) Blade with an s-shaped profile for an axial turbomachine compressor
CN102454633A (en) Axial compressor
EP3037352A1 (en) System and method with inlet particle separator
CN103835810A (en) Acoustic liner for air-inlet nacelle of aircraft engine and aircraft engine
UA26883U (en) Turbofan engine
US10102312B2 (en) Method of determining the performance of at least one propeller of a turbomachine in an air stream under gyration
GEARHART Tip clearance cavitation in shrouded underwater propulsors
CN109798258A (en) A kind of aerodynamic structure
Händel et al. Aerodynamic investigations of a variable inlet guide vane with symmetric profile
Lewis et al. Wicket gate trailing-edge blowing: A method for improving off-design hydroturbine performance by adjusting the runner inlet swirl angle
EP3293355A1 (en) Rotor stage
RU2748769C1 (en) Device for jet drive of the main rotor
Teng et al. The influence of geometry deformation on a multistage compressor
CN205064122U (en) Aviation air injection motor
KR101181463B1 (en) Air-turbine starter
US20150361880A1 (en) Gas turbine engine with distributed fans with drive control
RU2668766C1 (en) Device for inducing lift
US11396888B1 (en) System and method for guiding compressible gas flowing through a duct
Boehle et al. Compressible flow in inlet guide vanes with mechanical flaps