Spørgsmål:
Kunne en turbofan have to tilstødende fans?
jCisco
2016-12-05 19:55:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Er der noget punkt, hvor det bliver muligt / ideelt at køre to store frontventilatorer (side om side) drevet fra en 'enkelt' kerne? Ellers skyder du dette i stykker og forklarer, hvordan dette er en dårlig ide.

Denne inspiration til dette spørgsmål er fra designet af nogle raketmotorer, der bruger en enkelt turbine, der kører begge pumper på en enkelt aksel til at føde flere forbrændingskamre og dyser. Eksempel ville være RD-180.

[Delvist relaterede, aerodynamiske problemer med motorer side om side] (http://aviation.stackexchange.com/q/12365/1696)
[GE Propfan] (https://en.m.wikipedia.org/wiki/General_Electric_GE36) har to modroterende blæsere, men de er ikke inde i nacellen som en fanjet
@fooot Jeg havde overvejet de nævnte punkter, men i det tilfælde, hvor jeg har præsenteret, er følgende forskelle tydelige. Der er ikke to motorer, størrelsen af ​​ventilatorerne og den fysiske konfiguration i forhold til den foreslåede kerne er også åben for spekulation.
planlægger du at køre en gearkasse for at opdele enkeltakslen til ventilatorerne? Gearkasser er ... en udfordring! Spørg enhver Chinook-ingeniør.
@RoryAlsop: Og alligevel har vi gearet turbofans ...
Faktisk får dette mere og mere opmærksomhed på det seneste. Kun kernen ville drive en generator, den genererede elektricitet ville derefter blive distribueret til forskellige blæsere (2 eller flere). Jeg kunne komponere et svar, hvis dette passer til din spørgsmålsbeskrivelse?
I betragtning af vores fremskridt med gearkasser er vi mindst 20 år væk for at gøre dette praktisk. Men dette er faktisk en god løsning på 737-problemet.
Fire svar:
Peter Kämpf
2016-12-06 01:10:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Generelt er det mere effektivt at have en stor end to små enheder.

Dobbeltventilatorløsningen har ikke kun brug for en gearkasse og drivaksler, som en enkelt ventilatorløsning gør uden, den har også mere indtag og dyseoverfladeareal pr. tværsnit end den enkelte ventilator. Dette vil medføre mere tyktflydende tab og lavere effektivitet. Den eneste fordel ville være, hvis størrelsesbegrænsninger gør en enkelt blæser umulig, men i så fald ville det være mere ligetil at have hver blæser drevet af sin egen kernemotor.

Berømte eksempler på fly, der brugte en enkeltmotor og to "blæsere" ville starte med Wright Flyer -modellerne, som alle havde en enkelt motor, der kørte to propeller via cykelkæder. Men listen er kort. Listen over modsatte design, hvor to motorer ville køre en enkelt propel eller ventilator, ville sandsynligvis være længere, og min favorit fra denne liste er LearFan.

@jwenting minder mig korrekt om, at der for fuldstændighedens skyld også skal nævnes et enkelt kraftværk, der driver to kontraroterende propeller. Dette er faktisk den eneste måde på fly fra en motor, der kører to propeller, omend ikke tilstødende, der har set bredere anvendelse, fra RR Griffon på Avro Shackleton til NK-12 af AN-22, Tu-95 og Tu-114.

Selvfølgelig bruger alle enkeltmotors helikoptere også denne ene motor til at køre deres to propeller ...

Et splittergear på akslen til at køre en anden blæser skal helt sikkert veje mindre end en fuld motorkerne minus de store mængder hjælpesystemer, der kræves for at køre en fuld motor.
@jCisco: Stadig er den ene store motor næsten lige så tung som to små. Tilføj gear og drivaksler, og massefordelen går tabt. Systemerne på den store motor skal også duplikeres for redundans, mens de kan være enkelt på de to små motorer.
Du har glemt en geometri, der er blevet brugt med succes, og det er 1 motor, der kører 2 propeller i kø (normalt kontra roterende). Ikke relevant for det aktuelle spørgsmål, men for fuldstændighed det skal nævnes synes jeg.
Josh Burdick
2019-12-09 02:21:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fra hvad jeg har læst, er større rekvisitter (og fans) mere effektive, fordi de bevæger sig mere luft. Ved høje subsoniske hastigheder begynder rekvisitterne imidlertid at løbe ind i lydbarrieren.

Så det ser ud til at argumentere for flere mindre rekvisitter / fans, hvis ender ikke rammer lydbarrieren. / p>

Som andre har nævnt, koster ekstra krumtapaksler og gear. Jeg tror, ​​jeg har set design ved hjælp af superledende generatorer og motorer, der driver flere fans. Imidlertid kan jeg ikke finde det i øjeblikket, og superledere er sandsynligvis ikke klar til prime time ...

Jeg ved ikke, om du kunne bløde luft fra kanterne på en blæser for at køre sig en ventilator på hver side. Men hvis du kunne, ville det flytte mere luft. Selvom den måske vejer meget.

Alt dette forudsættes at en turbine har nok oomph til at drive flere fans. Jeg ved ikke, om det er tilfældet eller snart vil ske.

Ansvarsfraskrivelse: Jeg gætter på grund af begrænset læsning.

Du kan tilføje reference, du læste. Tøv ikke med at se [hjælpecentret] (https://aviation.stackexchange.com/help/how-to-answer) for at se, hvordan du kan forbedre dit spørgsmål.
user3528438
2019-12-10 02:46:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Faktisk er der allerede et eksempel: F35B STOVL.

Det er ikke så umuligt antager jeg. Når effektivitets- og vægtstraf opvejes af nogle andre krav, f.eks. frihøjde (næste generation 737-Max?), ser vi muligvis snart et dual-fan-single-core layout i fremtiden!

( F135 motor + Rolls-Royce LiftSystem ) F135 engine + Rolls-Royce LiftSystem

Robert DiGiovanni
2019-12-10 09:29:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mekanisk er det vanskeligt, selvom at flytte mere luft med lavere omdrejningstal-rekvisitter har muligheden for at forbedre trykeffektiviteten pr. hestekræfter.

Husk, mens denne tilgang bestemt gavnede Wrights 30 til 50 mph fartøj, langsommere omdrejningstalstopper vil hurtigere miste stødeffektiviteten, når fremadgående hastighed øges på grund af ændringer i deres relative vind (Angle of Attack). Især til faste rekvisitter, mindre med højere omdrejninger pr. Minut, gav et større effektivt trykhastighedsområde, da flydesign flyttede ud over Wrights. Rekvisitter med variabel tonehøjde løste delvist dette problem, hvilket muliggør endnu et spring fremad til højere hastigheder, men nu blev kraftudgangen mere af et problem, da 2x hastighed betød 4x træk, der førte til:

Flere motorer, der drejede flere rekvisitter, hvilket også forbedrede sikkerhed, hvis en motor svigter.

Yderligere forbedringer i effektydelsen fører til: flere knive på rekvisitter. Stadig mere kraft fra jetturbiner: mange bladblæsere.

Begge med lavere trykeffektivitet men meget mere kraftudgang og større hastighedsområde end 2 rekvisitter.

Så kunne en turbo-ventilator have 2 tilstødende blæsere? Stigninger i pålidelighed og større effektproducerende effektivitet har bestemt startet en tendens til færre, større jetmotorer med større ventilatorer. En kæmpe turbine, der kører 2 fans? Mulig.

En kæmpe turbine, der genererer elektricitet til 4 fans? Aha! Ingen mekaniske forbindelser er nødvendige!

Men især for store passagerfly er det usandsynligt at gå med mindre end 2 kraftværker i den nærmeste fremtid, medmindre det er en zeppelin.



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...