Редактирование: История импеллера-ликбез

статья-----автор Книжников ВВ


История создания импеллера началась в 1930-40 е годы, как попытка создания аэродинамического осевого компрессора для первых турбореактивных двигателей !
 
Уже на заре авиации конструкторы  столкнулись с интересной проблемой ---это эффективность заполнения ометаемого круга открытого винта (пропеллер) рабочим телом (воздух),который будет взаимодействовать с лопастями на приращение импульса!!! То есть при квадратном двухлопастном винте Hо/Dв=1   всего 1/2 площади волшебного круга работает на создание ускорения потока и значит тяги,остальная половина пролетает мимо---соотношение суммарной площади проекции лопастей к ометаемой называется коэф.перекрытия Kпер=nSлоп/Sомет и напрямую влияет на долю заполнения!!!


Тогда было принято интересное решение ---уменьшить диаметр винта в два раза заполнив перекрытием маленького круга большим  кол-вом широких лопастей (6-8 штук) с тем же шагом---получился многолопастный винт с относительным шагом Hо/Dим=2, но чтобы на режиме стопа воздух не разбрасывало в стороны заключили в  удерживающий поток плоский контур вокруг лопастей---винт в кольце!!!

 
Зная что открытый винт на стопе формирует воронку с площадью входного сечения(губа) в два раза больше выходного(горловина),которые находятся на расстоянии радиуса от винта спереди и радиусу сзади, ученые догадались крыльчатку заключить в воронко образный усечённый конус с входным диффузором и выходным соплом по правилу неразрывности потока, поставив после крыльчатки спрямляющие закрученный поток неподвижные лопатки ---они же конструктивно поддерживают конус относительно винта с минимальным зазором !!!

 
Для улучшения КПД крыльчатки стали применять выпукловогнутый профиль лопастей ---так получился современный высокоэффективный импеллер (вентилятор) или одноступенчатый осевой компрессор!

 Для большой авиации КПДим=81%----для модельных импеллеров КПД им=30-35%!!!
 

По закону Ломоносова о сохранении массы----массовый расход воздуха неизменен от входа усеченного конуса до выхода,а скорость потока  линейна возрастает с уменьшением  площади текущего сечения и тогда скорость входная на диффузоре в два раза меньше скорости на выходе среза сопла!

dm/dt=constanta=pSвхVдиф=pSимVим=pSвыхVсопл, где Vим=(Vпол+Vсоп)/2


общее уравнение реактивного тяги для импеллера F=delta V(dm/dt)=(Vсоп-Vпол)pо Sим(Vсоп+Vпол)/2=0.5pо Sим(Vсоп^2-Vпол^2)---

 
 Fпол=0.5pо Sим Vсоп^2 (1-Куп^2), где Куп=Vпол/Vсоп=h/H


общее уравнение мощности потока Рпот=0.25pо Sим Vсоп^3 (1-Куп^2)(1+Куп)

 
выходная скорость потока на стопе Vсоп=КсужVим=(Dим/Dсоп)^2 Vим=1.41Vим  при Vпол=0----- 

тяга импеллера на стопе---- Fст=pо Sим Vим^2=(DимVим)^2,  

кинетическая мощность на стопе--- Рст=pо Sим Vим^3=0.5pо Sсоп Vсоп^3=0.5(dm/dt)Vпот^2

 полный кпд в полёте--- КПДвнеш=2КПДвнут Vпол/(Vсоп+Vпол)=КПДвнут 2h/(Hим+h)=КПДвнут 2Куп/(1+Куп)
[[Файл:имп-лк.jpg]]
[[Файл:фотомиг.jpg]]