Где я могу найти информацию или методы расчета влияния воздуховода на тягу и КПД гребного винта?

Я пытаюсь провести расчеты по концептуальному самолету вертикального взлета и посадки с неподвижным крылом, и я смотрю на вентиляторы или опоры, расположенные внутри крыльев (что, следовательно, сделает крылья относительно толстыми для самолета с неподвижным крылом). Естественно, это позволит поклонникам/пропеллерам пользоваться преимуществами воздуховода, но с минимальными недостатками, такими как необходимость добавления веса/материала, поскольку крыло уже будет там.

Я использую теорию лопастных элементов, чтобы проверить размеры/количество пропеллеров, чтобы увидеть, какие размеры мне потребуются для достижения вертикального взлета и посадки (если я смогу минимизировать радиус вентиляторов вертикального взлета и посадки, тогда я могу сделать крылья тоньше или с меньшей хордой), но Я не знаю, как оценить влияние воздуховода на окончательные значения тяги/мощности.

Если для этого есть эмпирическое правило, или база данных, или какое-то уравнение, или что-то еще, это было бы большим подспорьем!

Воздуховоды улучшают эффективность на низких скоростях, «свободные» винты лучше на высоких скоростях. На этом сайте есть графики, которые также включают вентиляторные и турбореактивные двигатели в дозвуковом диапазоне.

Ответы (2)

Информация о расчетах мощности для воздушных винтов содержится в J. Gordon Leishman, Principles of Helicopter Aerodynamics. Полезный вклад воздуховода можно найти в разделе 6.10.1 Конструкция « веер-в- ребре» и в разделе 3.3.10 Функция Прандтля «Потери на конце» . Суммируя:

введите описание изображения здесь

  1. Если воздуховод спроектирован так, чтобы предотвратить сокращение следа, создается дополнительная тяга, и для привода гребного винта требуется меньшая мощность. Эффекты рассчитываются с помощью теории импульса, что является упрощением. Для тяги T и мощности P, с Т Д и п Д = воздуховод, Т U и п U = без воздуховода, а ж = отношение выходного отверстия к площади пропеллера:

(1) Т Д Т U "=" 1 2 а ж
(2) п Д п U "=" 1 2 а ж

  1. Потеря наконечника. Воздуховод предотвращает потерю циркуляции на наконечнике, если зазор между наконечником и воздуховодом достаточно мал. Прандтль работал над этим в 1919 году, используя теорию импульса, пример раскрученного лезвия изображен ниже.

введите описание изображения здесь

Существует также эта магистерская диссертация с измерениями небольших роторов в обтекателях с низкими скоростями вращения.

Hindawi Publishing Corporation International Journal of Rotating Machinery Volume 2012, ID статьи 474785, 11 страниц doi:10.1155/2012/474785 Исследовательская статья Прогнозирование тяги и крутящего момента системы с воздуховодом на открытой воде с помощью панельного метода J. Baltazar, JAC Falc ao de Кампос и Дж. Босшерс