Примерно какое сопротивление создает неработающий двигатель?

Я думаю, что лобовое сопротивление двигателя велико для большинства типов двигателей, например, турбовентиляторных, реактивных, ПВРД... Я думаю, лобовое сопротивление двигателя хуже, чем у плоской пластины той же площади, перпендикулярной воздушному потоку, потому что двигатель замедляет скорость вращения. воздуха и сжимать его, а также внутри двигателя есть много компонентов, которые будут взаимодействовать с воздухом.

Плоская пластина очень плоха с точки зрения аэродинамики и двигателя. Даже маленькое посадочное колесо следует складывать внутрь корпуса для лучшего сопротивления. Таким образом, самолет с выключенными двигателями будет иметь очень большое сопротивление, но я не могу найти никаких оценок по этому поводу.

Например, самолет, у которого L/D около 15, как насчет его лобового сопротивления, если двигатель снят, например, для улучшения качества планирования при отказе двигателя?

Вы можете оценить это сопротивление?

Я не очень разбираюсь в аэродинамике, но посмотрите, согласны ли вы с этим упрощением. Неработающий двигатель пропускает немного воздуха, в то время как плоская пластина не пропускает воздух, поэтому в целом плоская пластина создает большее сопротивление. Я думаю, что не важно, что происходит с воздухом внутри двигателя.

Ответы (2)

Неработающий двигатель создает гораздо меньшее сопротивление, чем плоская пластина того же сечения. Согласно « Динамическому сопротивлению жидкости » Сигарда Хорнера , коэффициент сопротивления плоской пластины составляет 1,17. Гондола двигателя имеет закругленные впускные кромки, которые помогают потоку оставаться прикрепленным при обтекании гондолы. Ближайшим из общих тел в таблице ниже будет сфера (коэффициент лобового сопротивления 0,47).

Рисунок 33 из «Динамического сопротивления жидкости» Сигарда Хёрнера, глава 3.

Рисунок 33 из «Динамического сопротивления жидкости» Сигарда Хёрнера, глава 3. Левая колонка: тела вращения; правая колонка: сечения 2D-тел.

Многое зависит от детализации отрыва потока на переднем углу, и здесь современные двигатели весьма хороши. Если поток остается прикрепленным, сопротивление будет намного меньше, чем при массивном разделении вокруг и за плоской пластиной. Воздуху, выходящему изнутри и через угол плоской пластины, потребуется некоторое пространство, чтобы «развернуться», эффективно увеличивая заблокированное поперечное сечение, которое испытывает внешний поток.

Обратите внимание, что опорной площадью для всех значений здесь является поперечное сечение тела, перпендикулярное потоку, а опорной площадью для самолетов является площадь их крыла.

В зависимости от типа диаметр одного двигателя GE90 составляет 134 или 135 дюймов . Два из них установлены на Boeing 777 с площадью крыла 427,8 м² . Таким образом, отношение лобовой площади двигателя к площади крыла составляет 1/23,335. (Расчетный) коэффициент лобового сопротивления гондолы 0,5 уменьшится до 0,0214 по отношению к площади крыла. Это увеличило бы общее сопротивление примерно на 50%, поэтому вместо L/D, равного 18 без двигателей, самолет имел бы L/D, равное 12, с неработающими двигателями.

Я знаю, что дело в движке гладкое, но ИМО вы не анализируете поток, проходящий через ядро. Если двигатель заглушить, то этот поток будет вращать лопасти турбины, а пока вращается сердечник, будет сжимать воздух, что может потреблять гораздо больше энергии, чем плоская пластина.
@ user2174870: нет, ядро ​​будет вращаться медленно и с отрывным потоком на лопастях. Никакого значительного сжатия не произойдет, а скорость потока незначительна. Только вентилятор может крутиться чуть быстрее, но опять же ничего не сжимая и с гораздо меньшим расходом, чем при работе. В первом приближении можно предположить, что двигатель блокирует прохождение через него воздуха. С гребными винтами дело обстоит немного иначе, потому что гребной винт без флюгера будет раскручивать двигатель, который действительно будет сжимать воздух в цилиндрах. Вращающийся винт вызовет большее сопротивление, чем остановившийся.
Когда императивный двигатель перемещается самолетом, они затыкают воздухозаборник, блокируют вентилятор или что-то в этом роде?
@TomMcW: Они просто подвешены под крылом, и, насколько я знаю, их не нужно запирать. См. здесь вопрос SE по теме (который, однако, не сводится к этим деталям).

Были проведены некоторые исследования по расчету аэродинамического сопротивления (турбореактивных) двигателей, и они показывают, что аэродинамическое сопротивление составляет порядка 10% от чистой тяги. В современных ТРДД с большой степенью двухконтурности этот показатель, вероятно, будет выше.

Моделирование НАСА оценивает базовый коэффициент лобового сопротивления двигателя для самолета среднего размера как 0,31 с дополнительным лобовым сопротивлением, основанным на числе Маха.

Ветряная мельница

Сопротивление из-за ветряной мельницы, изображение из проверки интегрированного планера и моделирования турбовентиляторного двигателя для оценки режимов управления двигателем , Джонатан Литт и др. др.

Существует ряд исследований, посвященных ветряным характеристикам турбореактивных двигателей. В целом, влияние уменьшения лобового сопротивления двигателя на базовые значения L/D, по всей вероятности, будет не очень высоким.

Вы также правы, что сопротивление больше в случае ветряка по сравнению с заблокированным ротором. Сопротивление в этом случае составляет порядка 40% от двигателя ветряка.

Однако есть несколько проблем с предпосылкой о том, что двигатели должны быть сброшены в случае отказа двигателя.

  • Отказ двигателя довольно редок для включения такой системы, как сброс двигателя. Помимо увеличения веса, есть проблема неуправляемого управления.

  • Самолеты сертифицированы по состоянию OEI. Никто не собирается отказываться от дорогостоящего двигателя (учтите, что множественные отказы двигателя крайне редки) из-за того, что он остановился из-за незначительной проблемы. Лучше исправить это, как только самолет приземлится.

  • Даже после всего этого, куда ты собираешься бросить двигатель? если только он не над океаном, нет уверенности, что падающий двигатель не причинит никакого вреда.

  • Предполагая, что вы уроните двигатель и он не повредит самолет, вам придется отрегулировать самолет, чтобы приспособиться к новой массе. Кроме того, самолет будет разбалансирован, если вы уроните один из двигателей, что потребует большего усилия управления. Также увеличится крутка крыла и крыло будет загибаться вверх.

Сколько стоит коэффициент аэродинамического сопротивления без эталонной площади? Этот ответ неполный.
Также двигатель помогает снять изгибающий момент крыла, его сброс увеличит нагрузку на крыло.
@aeroalias, вы упомянули значение 0,31, но я не вижу этого значения на графике? Это ошибка или речь идет о другом случае? Некоторые пояснения не помешали бы :)
@ROIMaison 0,31 — базовое значение. График показывает дополнительное значение из-за числа Маха. Обратите внимание, что график начинается с 0,2 Маха, что соответствует скорости взлета для (симулируемого) самолета. Так, например, при 0,4 Маха значение будет 0,31+0,185 = 0,495.
Ах да, теперь я понимаю. Спасибо
@PeterKämpf, согласно отчету, эталонная область - это входная часть двигателя.
@ROIMaison: Спасибо! Да, я не читал отчет, и использование входной зоны - это один из способов. Я использовал полную площадь поперечного сечения в своем ответе и получил почти такой же коэффициент сопротивления от Хорнера, поэтому фактическое сопротивление ниже, чем я оценил. Имеет смысл, когда форма гондолы более вытянутая, чем простая сфера.
Наоборот, я думаю, что сбрасывание двигателей — отличная идея. Часы веселья определяли список приоритетов, а затем разрабатывали наиболее эффективный и продуктивный «дроп» в зависимости от вашего местоположения в данный момент. Для начала я мог бы предложить Великобритании канцлера, премьер-министра, лидера оппозиции, мою бывшую жену и собаку моего соседа? Конечно, это может быть конкретный пилот, например, его/ее бывший партнер или генеральный директор его/ее авиакомпании, свекровь и т. д. и т. п. Я знаю, что список может быть длинным, но для этого у нас есть компьютеры, верно?
Один из способов — устроить вечеринку, чтобы все могли собраться в одном месте, верно? Или вы можете спроектировать самолет с несколькими двигателями, 10 или 15 двигателей, в зависимости от длины вашего списка.
Примерно какое сопротивление создает неработающий двигатель?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v