Могут ли небольшие прямоточные двигатели на концах гребных винтов обеспечить сверхзвуковое вращение лопастей турбины?

Ну, конечно, если бы это было практично, кто-нибудь уже сделал бы это, но мне все равно любопытно.

Как вы можете себе представить, я неграмотен в вопросах аэродинамики , и хотя сверхзвуковые лопастные летательные аппараты невозможны из-за огромных сил, которые они будут испытывать, я вижу в этом своего рода «барьер». «Что было бы возможно, если бы это не было проблемой?» , так сказать.

Что ж, я могу себе представить, что установка прямоточного воздушно-реактивного двигателя на кончике винта усложнила бы и увеличила размер указанного винта (чтобы все компоненты могли поместиться), что увеличило бы сопротивление, но позволило бы проталкивать больше воздуха.

Самое близкое, что я смог найти, это " Tip Jet ", тип вертолета, который использует горение на концах лопастей. В одной из различных попыток были прямоточные воздушно-реактивные двигатели на концах, « Doblhoff WNF 342 », но информации не так много, и меня больше интересует применение на турбинах (что было бы чрезвычайно сложным).

Этот вопрос кажется очень похожим; это помогает?
Кажется, вы имеете в виду «турбину» как общее слово для реактивного двигателя. Технически турбина является чем-то противоположным пропеллеру (вращается, когда на нее дует, а не дует, когда вращается). Вы говорите о пропеллерах/вентиляторах, т.е. о движителях?
@ Зевс немного того и другого. Если вы можете заставить пропеллер вращаться так быстро, то почему не вентилятор?
Сверхзвуковые винты производят много шума. Настолько, что самолеты, оснащенные сверхзвуковыми винтами, травмировали экипаж. И даже люди на земле, когда они взлетали, приземлялись или просто летали над головой. Посмотрите, например, «Громовой визг».
Турбина обычно вращает пропеллер, а не наоборот. Если это пропеллер, приводящий в движение турбину, то турбина не нужна. « Я неграмотен в вопросах аэродинамики », дело не в аэродинамике, кажется, вы в первую очередь упустили принципы работы двигателей.

Ответы (1)

Быстро крутить не проблема. На самом деле для газотурбинного двигателя все проще: турбина по своей сути является быстровращающимся устройством. Настолько, что концы вентиляторов компрессора обычно сверхзвуковые: для их замедления потребуется тяжелая коробка передач и/или большая многоступенчатая турбина. (Хотя оба решения используются до некоторой степени).

Нет особых проблем и с "огромными силами" (которым можно было бы помочь с помощью торцевой тяги). Центробежные силы на лопастях/лопастях значительно превышают аэродинамические силы (которые вызывают крутящий момент и могут быть нейтрализованы концевыми форсунками). Посмотрите на складные пропеллеры, которые можно увидеть на многих дронах и моделях самолетов: лопасти обычно не имеют блокировки и удерживаются на месте исключительно за счет центробежных сил. На реактивных двигателях часто гремят лопасти, когда они не вращаются: у них тоже есть некоторая свобода движения. Так что "огромную силу" лезвие должно выдерживать в любом случае, а уж сверхзвуковая тем более.

Проблема только в аэродинамической эффективности. Сверхзвуковой воздушный поток значительно менее эффективен для использования полезной силы от него, поэтому разработчики делают все, чтобы избежать его, вместо того, чтобы делать трюки для его достижения , как вы предлагаете. Тем не менее, как я уже говорил, для турбин это может быть сложно, и они могут это позволить .

Форсунки подходят только для вертолетов. И там они используются не для достижения большей скорости, а скорее для устранения крутящего момента на валу, что уменьшает или устраняет необходимость в рулевом винте.

Обычно лопатки компрессора полностью дозвуковые. Только у вентилятора концы лопастей достигают сверхзвуковой скорости.