Warum nimmt der Rotorschub bei kleinerem Kopfspiel für einen ummantelten Rotor ab?

Betrachten Sie dieses System, Rotor mit Ummantelung:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aus dieser Forschung sehen wir Folgendes: Bei gleicher Drehzahl nimmt der Rotorschub ab, der Deckbandschub nimmt zu, wenn der Spitzenabstand abnimmt. Aber warum nimmt der Rotorschub bei kleinerem Spitzenspiel ab? Sie können den Autor auf Seite 11 sehen:

"Beachten Sie, dass die erhöhte Anströmung in der Ebene des Rotors bei kleineren Spitzenabständen eine kleine Verringerung des effektiven Anstellwinkels verursacht, den das Rotorblatt sieht, was zu einer kleinen Verringerung des Rotorschubs führt."

Ich verstehe, dass der Zufluss zunimmt, was zu einer kleinen Verringerung des effektiven Anstellwinkels führt, den das Rotorblatt sieht. Aber letzte Frage: Warum haben wir einen erhöhten Zufluss bei kleinerem Spitzenabstand?

" Abschlussfrage: Warum haben wir einen erhöhten Zufluss ": Wenn ich den Auszug lese und Ihr Diagramm sehe, verstehe ich, dass bei einer längeren Schaufel (resultierend aus einem verringerten Spiel bei konstantem Deckbanddurchmesser) der Rotorscheibendurchmesser vergrößert wird, daher die Luftströmungsmasse (unter der Annahme, dass die Winkelgeschwindigkeit konstant gehalten wird). Liege ich falsch in meiner Lektüre?
@mins Tatsächlich wird der Schaufeldurchmesser konstant gehalten und der Ummantelungsdurchmesser ändert sich (der Autor verwendete CFD und änderte den Ummantelungsdurchmesser leicht).

Antworten (1)

Aus diesem Grund benötigt ein Strahltriebwerk eine Ummantelung um seinen Kern: um den Schaufelspitzenverlust zu reduzieren . Wenn Sie den Flügelspitzenabstand verringern, dämpfen Sie die Flügelspitzenwirbel oder den Druckabfall an den Flügelspitzen, und dadurch machen Sie jedes Blatt immer effektiver bei der Annäherung an sein Ideal, dh räumliche Verteilung von unendlichem Druck und niedrigem Druck unter und über ihm. und dieser idealere Druckunterschied beschleunigt den Luftstrom besser, was zu mehr Einströmung führt, was den Anstellwinkel jedes Blatts ein wenig verringert, aber den erzeugten Gesamtschub erhöht. Stellen Sie sich die Ummantelung als große Endplatte für jede einzelne Schaufel vor. Stellen Sie sich diesen Aufbau wie den Lüfter in einem Turbofan mit hohem Bypass-Verhältnis vor: weniger Freiraum an der Lüfterspitze = mehr Schub.

EDIT: Ich bin mir nicht sicher, ob der Autor es so verstanden hat, wie ich es in seiner Arbeit tue. Er hat es in seinem Schreiben nie klar erklärt. Und warum verteilt sich so viel Auftrieb an der Flügelspitze ? Ich habe noch nie jemanden gesehen, der einen Propeller mit so viel Biegemoment konstruiert hat. Er macht einen Propeller viel schwerer als er wirklich ist, weil der Propeller weniger steif und leichter sein könnte und immer noch den gleichen Schub liefern würde. Wenn Sie wirklich eine effiziente Stütze wollen, platzieren Sie den Großteil des Auftriebs in der Nähe des Mittelteils und lassen Sie den Auftrieb sich verjüngen, wenn Sie sich der Spitze nähern.

BEARBEITEN: Sehen Sie, wie die Ummantelung an einem echten Strahltriebwerkskompressor funktioniert:Kompressorabdeckung

Könnten Sie bitte diese beiden Punkte in Ihrer Antwort erläutern? 1) "was den Anstellwinkel jedes Blattes ein wenig reduziert" 2) "Wenn Sie wirklich eine effiziente Stütze wollen, platzieren Sie den Großteil des Auftriebs in der Nähe des Mittelteils und lassen Sie den Auftrieb sich verjüngen, wenn Sie sich der Spitze nähern."
@Hans 1) Der Anstellwinkel jeder Klinge wird durch die lineare Geschwindigkeit der Klinge und die einströmende Luftgeschwindigkeit bestimmt, wenn letztere den Anstellwinkel verringert. 2) Google die Hebelinientheorie.
1) Wenn ich Sie richtig verstehe, sagen Sie, dass das Blatt so konstruiert ist, dass sein Anstellwinkel bei höherer Luftgeschwindigkeit verringert wird, anstatt dass es für ein festes Design vorgesehen ist, um die gleiche Menge an Zufluss bei höherer Luftgeschwindigkeit zu erhalten Geschwindigkeit erhöht sich der Blattanstellwinkel, passt sich an und vergrößert sich. Ist es richtig?
@ Hans nein, keine Klinge ist für einen festen AoA ausgelegt . Klingen sind rotierende Flügel, und Flügel tolerieren natürlich einen bestimmten AoA-Bereich, bevor sie sich trennen und ins Stocken geraten. Wie kann sich die AoA nicht ändern, wenn der Zufluss zunimmt, wenn die Drehzahl konstant gehalten wird? Es sei denn, die Luft wird komprimiert, und das ist unwahrscheinlich, da die Luft etwas vor der Stütze dekomprimiert wird.
Sie sagen Folgendes: Der Einstrom erhöht die Abwärtsgeschwindigkeit der Luft durch das Blatt, während die Rotorgeschwindigkeit konstant gehalten wird, die Nettorichtung der Luft relativ zum Blatt wird mehr nach unten gedreht als bei einer niedrigeren Abwärtsgeschwindigkeit des Luftstroms, daher der Winkel des Angriffs der Schaufel relativ zur Netto-Luftströmungsrichtung abnimmt. Ist es richtig?
Warum nimmt der Rotorschub bei kleinerem Kopfspiel für einen ummantelten Rotor ab?
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