Будут ли большие лопасти вентилятора/пропеллера с малым удлинением более эффективными? Почему нет?

Низкое соотношение сторон означает больше аккордов. Больше аккордовых средств

1. меньший коэффициент подъемной силы. Это переместит рабочую точку аэродинамического профиля лопасти в менее эффективную полярную точку. Поскольку крутящий момент и число оборотов остаются постоянными, более широкая лопасть не может поглощать больше энергии и компенсирует более высокую хорду пропорционально более низким коэффициентом подъемной силы.
2. больше площади. Вы правильно заметили, что более высокое число Рейнольдса лопасти снижает коэффициент сопротивления трения, но сопротивление является коэффициентом, умноженным на площадь (умноженное на динамическое давление), поэтому сопротивление все равно будет увеличиваться по сравнению с более узкой лопастью.

Более высокие хорды целесообразны для высокоскоростных гребных винтов, которые рассчитаны на работу, близкую к 1 Маха, где высокий коэффициент подъемной силы вызовет более высокие превышения скорости и более ранние толчки. Наиболее ярким примером является Аэросила СВ-27 (СВ-27 в кириллице) встречного вращения винта винтовентиляторного двигателя Д-27, установленного на Антонов Ан-70 :

Винты СВ-27 на Ан-70 ( источник фото ). Восемь лопастей в переднем диске и шесть в заднем, работающие со скоростью всего 1200 об/мин. Для уменьшения эффекта Маха все лопасти имеют стреловидную вершину и глубокую хорду. Другой пример — винт Junkers VS-9 1944 года.

Воздушный винт Junkers VS-9 ( источник фото ). Поскольку он был оснащен тем же двигателем Jumo 213, что и FW-190D, более глубокая хорда означала пропорционально более низкий коэффициент подъемной силы по сравнению с обычным винтом FW-190.

В случае гребных винтов необходимо учитывать ряд эксплуатационных и конструктивных соображений.

Например, несмотря на то, что при передаче небольшого импульса большой массе энергии тратится меньше энергии, чем при передаче большого импульса небольшой массе с помощью гребного винта, существуют практические пределы того, насколько большим можно сделать диаметр гребного винта перед наземным обслуживанием. самолет становится неуправляемо неуклюжим. Огромный винт может быть более эффективным, но вам понадобится посадочная лестница, чтобы попасть в кабину позади этого огромного винта, а стойки шасси должны быть длиннее и жестче, а значит, и тяжелее. Ах да, и сама опора будет значительно тяжелее.

Кроме того, чтобы медленно управлять большим винтом и при этом развивать полную мощность поршневого двигателя, требуется какой-то редуктор между 2400 об / мин коленчатого вала и любой скоростью вращения медленного винта. Коробка передач увеличивает вес и требует капитального ремонта, когда ее время истекает, а это увеличивает стоимость и потенциальный режим отказа, который отсутствует в конструкциях с прямым приводом.

Наконец, понижение передачи двигателя для вращения медленного винта увеличивает крутящий момент, передаваемый винту и, следовательно, от винта к двигателю и планеру. Этому реактивному моменту нужно как-то противодействовать, иначе открытие дроссельной заслонки не только повернет винт, но и повернет самолет назад вокруг оси коленчатого вала.

100-летний опыт работы с поршневыми двигателями с редуктором и прямым приводом, а также всевозможными винтами позволил найти наилучшее решение в виде двигателя с прямым приводом, вращающего винт с переменным шагом и диаметром, обеспечивающим комфортное дозвуковое острие лопастей при настройке максимальной мощности. двигателя.