Зарубежное авиадвигателестроение сегодня

[constructor]

например, Д-27 принято звать ТВВД с мощностью 14 000 э.л.с., а, например, НК-92 и НК-93 вроде бы называли ТРДД тягой 18 тс

Исторически сложилось так. Воздушный винт изготавливали не моторостроители. А ТРДД изготавливали они сами полностью.

 

[Seerndv]

НК-93 классифицируется как «закапотированный винто-вентиляторный двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности». На Западе его называют «ducted fan» («вентилятор в кольце»).

 

[astoronny]

astoronny, правильно ли понимаю, что если винтовентилятор закапотирован, то такой двигатель принято называть уже не ТВВД, а ТРДД, и соответственно говорить о его тяге (в кгс), а не мощности (в л.с.)? Ну вот, например, Д-27 принято звать ТВВД с мощностью 14 000 э.л.с., а, например, НК-92 и НК-93 вроде бы называли ТРДД тягой 18 тс с закапотированным винтовентилятором. Это к вопросу о Д-227/527/627/727 и т.п.

В принципе правильно.
Хотя НК-92/93 иногда именуют винтовентилятором, но это для солидности, как я понимаю...
...ну или из-за его "биротативности"... или в рамках следования модной (тогда) концепции...
Очень неплохая статья на этот счет в англоязычной Википедии. Что забавно, переключение на русский язык отправляет на статью "Воздушно-реактивный двигатель"
A propfan, also called an open rotor engine, open fan engine[1][2] or unducted fan (as opposed to a ducted fan), is a type of aircraft engine related in concept to both the turboprop and turbofan, but distinct from both. The design is intended to offer the speed and performance of a turbofan, with the fuel economy of a turboprop. A propfan is typically designed with a large number of short, highly twisted blades, similar to the (ducted) fan in a turbofan engine. For this reason, the propfan has been variously described as an "unducted fan" (UDF) or an "ultra-high-bypass (UHB) turbofan".

 

[A.F.]

constructor, да, но винтовентилятор СВ-92 для НК-92 и НК-93 делала Аэросила. При этом в таблицах в книжке "Двигатели НК" (Зрелов/Карташов, Самара, 1999) НК-92 и НК-93 называют ТРДД тягой 18 000 кгс, аналогично и в гроссбухе Котельникова/Зрелова и Ко. "Двигатели гражданских самолетов России" (2020). В отличие от предшествовавшего им ТВВД НК-110 с толкающим двухрядным "открытым" винтовентилятором (и проекта НК-108 с тянущим ВВ). Но и НК-92 с НК-93 часто называют ТВВД. Видимо, они и правда "на стыке" классификации)
Но вот европейский TP400, устанавливаемый на А400М, всегда зовут турбовинтовым (turboprop), а не ТВВД, хотя лопасти винта у него по сути мало отличаются от тех, что стоят на СВ-27 у ТВВД Д-27, ну разве что диаметр винта чуть больше (5,334 м против 4,5) и он однорядный. Где тут грань?

 

[astoronny]

A.F., если очень грубо... по изначальной концепции...
Винтовентилятор - это открытый винт с загрузкой (в лошадиных силах) на ометаемую площадь превышающую определённое значение (сейчас не помню).
У ТР400 на однорядном винте такой загрузки не достигнуто.
У СВ-27 загрузка достигнута за счет двухрядности и он открытый. Значит, моторокомплект с Д-27 может считаться винтовентиляторным двигателем.
Хотя, опять же изначально, о необходимой загрузке (и соответсвующем снижении диаметра) мечталось в однорядном винте...
Но этого в практических образцах пока не продемонстрировали.

А у НК-93 ротор закрытый. Значит, ТРДД правда, сверхвысокой двухконтурности.

 

[constructor]

НК-93 называют ТРДД тягой 18 000 кгс

По внешнему виду да, так и есть. Выглядит как ТРДД, разве что сечение второго контура относительно большое. Винтовентилятор выполняет функцию компрессора. Тогда как турбовинтовой двигатель с воздушным винтом не сжимает воздух, и крейсерская скорость самолета с воздушным винтом меньше, чем с ТРДД.

Два соосных винта противоположного вращения как на Ту-95 может и сжимают воздух, но там нет направляющего и соплового устройства.

 

[nozzle]

Винтовентилятор выполняет функцию компрессора. Тогда как турбовинтовой двигатель с воздушным винтом не сжимает воздух, и крейсерская скорость самолета с воздушным винтом меньше, чем с ТРДД.

Принципиальной разницы нет вообще никакой.
Лопасть: винта воздушного, винта вертолетного, вентилятора ДТРД и т.п., - это тело физическое, обладающее массой и скоростью окружной различной в каждом сечении (угловая скорость одинакова для любого сечения). Воздух, проходя через вращающуюся лопасть, получает приращение кинетической энергии, выражается это в удвоении "индуктивной скорости отбрасывания" в сравнении с "индуктивной скоростью подсасывания". Т.е. воздух (газ) имеет кинетическую энергию в два раза возросшую после контакта с телом физическим, именуемым "лопасть/лопатка". Возрастание скорости отбрасывания индуктивной не что иное как возрастание кинетической энергии за счёт увеличения скорости - посмотрите на уравнение Бернулли, которое есть частный вид "закона о сохранении энергии"

 

[astoronny]

Тогда как турбовинтовой двигатель с воздушным винтом не сжимает воздух, и крейсерская скорость самолета с воздушным винтом меньше, чем с ТРДД.

Статическое давление за открытым винтом и вправду остается примерно равным давлению окружающей среды, поскольку "обмен давлением" осуществляется со скоростью звука
Но у двигателистов принято в расчетах и сравнениях использовать полное давление Р*, которое включает скоростной напор.
Так, у Нк-93 при его двухконтурности более 16 степень повышения полного давления составляет примерно 1.27...
...а у СВ-27/Д-27 -- где-то в районе 1.07 при двухконтурности 30+...

 

[constructor]

Статическое давление за открытым винтом и вправду остается примерно равным давлению окружающей среды, поскольку "обмен давлением" осуществляется со скоростью звука
Но у двигателистов принято в расчетах и сравнениях использовать полное давление Р*, которое включает скоростной напор.
Так, у Нк-93 при его двухконтурности более 16 степень повышения полного давления составляет примерно 1.27...
...а у СВ-27/Д-27 -- где-то в районе 1.07 при двухконтурности 30+...

Правильно ли я понимаю, что зная скоростной напор, можно однозначно определить тягу винта? И наоборот, зная тягу, вычислить среднее значение скоростного напора?

 

[Ту-155]

А нет ли тут связи с удлинением лопасти/лопатки?
Скажем, до (к примеру) 6 - лопатка и кступень компрессора, а больше шести - уже лопасть и винт?

 

[astoronny]

А нет ли тут связи с удлинением лопасти/лопатки?
Скажем, до (к примеру) 6 - лопатка и кступень компрессора, а больше шести - уже лопасть и винт?

...непрямая...
СВ-27 со схемой 8+6 считали по чисто винтовой методике (индивидуальный профиль в потоке).
А винт ТР400 с 8 - аллах ведает, но давно говориться, что винты с большим числом лопастей следует рассчитывать как решётку профилей (т.е. подобно ступеням компрессора).
Полагаю, что Rise от RR или предыдущие демонстраторы от GE и Снекмы рассчитывались как ступень. Так главное правильно предсиавить граничные условия -- токи и вихри по концам свободных лопаток. Но на этот счет аэродинамики еще в 70-х массу статей и диссертаций наваяли.

 

[astoronny]

Правильно ли я понимаю, что зная скоростной напор, можно однозначно определить тягу винта? И наоборот, зная тягу, вычислить среднее значение скоростного напора?

Нет, только оценочно...
Потому как расход воздуха через винт есть величина весьма неопределённая и весьма оценочная.
Как я сказал, у винтовиков своя "зубодробительная" методика расчета винтов по своим очень своеобразным критериям подобия и расход воздуха из нее совсем не вытекает.

 

[A.F.]

Rise от RR

от CFM, хотели сказать, наверное
Роллсов Ультрафан вроде как не претендует на звание винтовентилятора, хотя раньше они и говорили, что хотели крутить его лопатки (и даже картинки были соответствующие, ниже вставил), но вроде вот то, что раскрутили на стенде до 38 тонн позапрошлой осенью (демонстратор UF001) - там вроде лопатки вентилятора никуда не крутятся

 

[astoronny]

A.F., да, конечно CFM...

 

[nozzle]

рассчитывались как ступень

значит там и форма межлопаточного канала аналогична компрессорной решётке, т.е. диффузор? или при столь сложной геометрической крутке лопаток выдержать точную форму межлопаточного канала не представляется возможным?