Часть 11/18. Поршневые двигатели оптимальны для вертолётов

На новой таблице, показаны графики «Зависимость удельного расхода топлива от скорости полета вертолета». Для поршневого и газотурбинного вертолёта.

Как они получаются?

Снова посмотрим на зависимость потребной мощности от скорости полета вертолета. Этот график, я напоминаю, связывает режим силовой установки со скоростью полета. То есть эта кривая позволяет определить, какая требуется мощность для любой скорости. А график зависимости удельного расхода топлива от режима силовой установки позволяет через мощность увидеть, какой будет удельный расход топлива у силовой установки на этой скорости.

 

Поршневые двигатели оптимальны для вертолётов.

Рассматриваются два графика. Первый рассмотренный ранее в части 10, характеризует свойства вертолёта показывает зависимость потребной мощности для полёта вертолёта в зависимости от скорости.

Второй график новый - показывает зависимость удельного расхода топлива в зависимости от скорости полёта вертолёта. Графики дают дополнительную наглядность в рассмотрении сочетания свойств вертолёта и силовых установок с поршневыми и газотурбинными двигателями. Показывают поршневая силовая установка органично сочетается со свойствами вертолёта, в силу того, что на крейсерских режимах поршневой двигатель имеет наименьший удельный расход топлива. У газотурбинной силовой установки на крейсерских режимах удельный расход топлива повышенный.

Дополнительно подтверждается вывод сделанный в части №10 - вертолёт с газотурбинной силовой установкой вынужден использовать не оптимальные с аэродинамической точки зрения режимы, которые не позволяют получать и режимы выгодные чисто с экономической точки зрения.

Получается, что через мощность, благодаря графикам

- «ложка» и

- графику зависимости удельного расхода топлива от мощности силовой установки,

скорость полёта вертолёта легко связывается с удельным расходом топлива.

И получаются новые графики, которые показывают, как изменяется удельный расход топлива силовой установки в зависимости от скорости полёта вертолёта.

На новой схеме и показаны эти графики.

Верхний график для силовой установки с газотурбинными двигателями.

На нулевой и малой скорости для полёта требуется большая мощность – у газотурбинного двигателя удельный расход топлива наименьший. По мере набора скорости (переход к крейсерским режимам) потребная мощность для полёта уменьшается, соответственно, удельный расход топлива у газотурбинного двигателя растёт.

Далее с ростом скорости мощность начинает расти и удельный расход топлива у газотурбинного вертолёта уменьшается.

У поршневого двигателя (нижний график) зависимость другая. На крейсерских режимах полета у него самый минимальный удельный расход топлива. Эти графики позволяют нам показать следующее обстоятельство. Эта вот точка, левая на графике, для вертолета как для устройства, самая оптимальная. Наивыгоднейшая, как мы разбирали выше. Это точка, где требуется минимальное количество энергии для перемещения вертолета на какое-то расстояние. И именно на этой скорости поршневой двигатель показывает самые минимальные удельные расходы. График это наглядно показывает.

Другая картина получается у газотурбинного двигателя. У него удельный расход топлива на этих режимах выше. Далее на графике видно, что с ростом скорости у него удельный расход уменьшается.

И здесь мы закрепляем то вывод, что был нами сделан выше.

(Помните, мы перемножали увеличенную мощность на пониженный удельный расход и получали в каком-то диапазоне скоростей примерно одинаковый часовой расход топлива).

График показывает снижение удельного расхода топлива с ростом скорости. Но мы помним, что с ростом скорости растёт и потребная мощность.

Вертолет, с газотурбинной силовой установкой, по этой причине летает на повышенной скорости. Не на оптимальной, с точки зрения аэродинамики скорости. Что в свою очередь приводит к снижению эффективности работы вертолёта - высокому расходу топлива и ресурса по отношению к произведённой работе (перемещённому грузу).

Графики нам наглядно показывают, что во всём диапазоне скоростей у вертолёта с поршневыми двигателями удельные расходы много ниже, чем у газотурбинных.

Ещё раз подчеркнём, повышенная скорость газотурбинного вертолета это вынужденная скорость, она не является наивыгоднейшей с точки зрения аэродинамики, с точки зрения энергетической и обусловлена всего-навсего особенностями протекания характеристик у газотурбинной силовой установки.

Если вертолёт с газотурбинным двигателем рассматривать как нераздельную систему, и вертолет, то да, получается так, что у него самая наивыгоднейшая точка та, что показана на графике справа. В этой точке у него тут будет самый минимальный километровый расход, Но он больший,  чем у поршневого вертолета.

С повышенной скоростью газотурбинного вертолёта связана ещё одна чисто психологическая вещь.

Поршневой вертолет, работая на наивыгоднейшей скорости, а она меньше, чем объявленная скорость газотурбинного вертолёта, доставляет партию груза быстрее и с меньшей затратой ресурса, чем газотурбинный!

Часто у собеседника в этом месте получается полный ступор.

Как так быстрее? Газотурбинный же быстрее летит! Значит и груз быстрее доставляет! И ресурса меньше тратит!

Да, если говорить о единичном рейсе, то скорость выше - доставка единичного груза быстрее. Всё так! Особенно, если при этом не рассматривать эффективности работы.

Но этот вывод нельзя распространять на повседневную работу, на доставку относительно больших партий груза, для перемещения которых требуется выполнение нескольких рейсов под полную завязку, как мы говорим. В этом случает быстрее с меньшими расходами топлива, и с меньшими затратами ресурса работу выполнит именно поршневой вертолет с поршневым двигателем, потому что он может работать на наивыгоднейшей скорости.

Но всё равно остаётся в голове - газотурбинный вертолёт же быстрее летает! Дорогие друзья! Поршневой вертолет тоже может летать на повышенной скорости. Он может летать на любой скорости, и здесь у вертолета с газотурбинной силовой установкой абсолютно никаких преимуществ нет.

Преимущества и на повышенной скорости, на стороне вертолета с поршневой силовой установкой. Потому, что у него и на повышенной скорости расход топлива будет ниже, а значит и километровый расход меньше и все остальные показатели лучше. Другой вопрос, что на повышенной скорости летать не выгодно! Потому, что на этой скорости партия груза будет доставляться гораздо медленнее, с большими затратами топлива и ресурса. Выгоднее летать на наивыгоднейшей точке, которую показывает теория. Эти предписания теории оптимальным образом даёт возможность осуществить именно поршневая силовая установка вертолёта.

 

Оглавление:

Часть 1/18 Обращение
Часть 2/18 Восстановить авиапром помогут объективные показатели и созидательные ПРАВИЛА ДВИЖЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ ПОТОКОВ (ПДДП)
Часть 3/18 Ка-26 Вертолет настоящего и будущего
Часть 4/18 Прямоугольники сравнения (Ми-2, Ми-4)
Часть 5/18 Прямоугольники сравнения (Ми-2, Ми-4 и Ка-26 с БДБ)
Часть 6/18 Коэффициент топливной эффективности в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4,Ка-26 с БДБ)
Часть 7/18 Расход топлива на перемещение ед. груза в зависимости от расстояния (Ми-2, мотонарты, Ка-26, Ан-2, Ка-26 с БДБ, «Газель»)
Часть 8/18 Провозная способность ед. неизменного веса вертолёта в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4)
Часть 9/18 Провозная способность ед. неизменного веса вертолёта в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4 и Ка-26 с БДБ)
Часть 10/18 Характеристики силовых установок (ПД и ГТД)
Часть 11/18 Поршневые двигатели оптимальны для вертолётов
Часть 12/18 Показатели присущие вертолёту в неотделимой степени
Часть 13/18 Показатели присущие вертолёту в отделимой степени
Часть 14/18 Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Технический уровень
Часть 15/18 Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Организационный уровень
Часть 16/18 Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Уровни суммарных технологий
Часть 17/18 Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Уровень планетарного баланса
Часть.18/18 Детали бесшатунных двигателей схемы Баландина (изготовлены в период с 1976 по 1995 гг.)
   
 Смотреть все части в одном видео: Оснащение вертолёта Ка-26 поршневой силовой установкой схемы Баландина

 

end faq

Bosonozhki Tufli Krossovki Kedy Baletki Sandalii Mokasiny Botilony Sapogi Botinki Slancy Sabo Dutiki Lunohody