Вентилятора в кольцевом обтекателе представляет собой воздух , проходящий в результате чего конструкция механического вентилятора , который представляет собой тип воздушного винта , установлен внутри цилиндрического бандажа или канала . Канал снижает потери тяги от концов лопастей гребного винта, а изменение поперечного сечения канала позволяет конструктору выгодно влиять на скорость и давление воздушного потока в соответствии с принципом Бернулли . Тяговая установка с вытяжным вентилятором используется в самолетах , дирижаблях , судах на воздушной подушке и вентиляторах . [1]
Струя вентилятор является стационарным вентилятором в кольцевом обтекателе используется для перемещения воздуха через здание или туннели. [2] [3]
Канальные вентиляторы обычно имеют более короткие лопасти, чем обычные пропеллеры, и поэтому могут работать на более высоких скоростях вращения. [ сомнительно ]
Приложения
В самолетостроении рабочая скорость воздушного винта без кожуха ограничена, так как конечные скорости приближаются к звуковому барьеру на более низких скоростях, чем у эквивалентного вентилятора с воздуховодом. Наиболее распространенной системой воздуховодов, используемых в полноразмерных самолетах, является турбовентиляторный двигатель, в котором мощность для вращения вентилятора обеспечивается газовой турбиной . Турбореактивные двухконтурные двигатели с высокой степенью двухконтурности используются почти на всех гражданских авиалайнерах , в то время как в военных истребителях обычно используются лучшие высокоскоростные характеристики ТРДД с низкой степенью двухконтурности и меньшим диаметром вентилятора. Однако канальный вентилятор может приводиться в действие любым источником мощности на валу, таким как поршневой двигатель , двигатель Ванкеля или электродвигатель . Один из видов вытяжных вентиляторов, известный как «веерный хвост» или под торговой маркой « Фенестрон» , также используется для замены хвостовых винтов на вертолетах .
Канальные вентиляторы используются в самолетах вертикального взлета и посадки, таких как Lockheed Martin F-35 Lightning II , и в других низкоскоростных конструкциях, таких как суда на воздушной подушке, из- за их более высокого отношения тяги к массе.
В некоторых случаях ротор с кожухом может быть на 94% эффективнее открытого ротора. Улучшение характеристик в основном связано с тем, что выходящий поток меньше сокращается и, следовательно, несет больше кинетической энергии. [4]
Среди любителей авиамоделизма вытяжной вентилятор пользуется популярностью у создателей высокопроизводительных радиоуправляемых авиамоделей . Двигатели внутреннего сгорания в сочетании с агрегатами с вытяжными вентиляторами были первым доступным средством моделирования масштабного реактивного самолета. Несмотря на внедрение турбореактивных двигателей в масштабе модели , канальные вентиляторы с электроприводом остаются популярными на небольших и недорогих моделях самолетов. Некоторые самолеты с электрическим приводом могут развивать скорость более 320 км / ч (200 миль в час).
Большинство типов вентиляторов, используемых в компьютерах, содержат воздуховод, встроенный в блок вентилятора; канал также используется для механического крепления вентилятора к другим компонентам.
Преимущества
- За счет уменьшения потерь на концах лопастей гребного винта канальный вентилятор более эффективен в создании тяги, чем обычный гребной винт аналогичного диаметра, особенно на низкой скорости и высоком уровне статической тяги (дирижабли, суда на воздушной подушке).
- Правильно подбирая размеры воздуховодов, проектировщик может отрегулировать вентилятор, чтобы он мог работать более эффективно при более высоких скоростях воздуха, чем пропеллер.
- Для такой же статической тяги канальный вентилятор имеет меньший диаметр, чем свободный пропеллер, что позволяет использовать меньшее оборудование.
- Канальные вентиляторы тише, чем пропеллеры: они экранируют шум лопастей и снижают скорость и интенсивность вихрей на концах, которые способствуют образованию шума.
- Канальные вентиляторы могут допускать ограниченное изменение вектора тяги , для чего обычные гребные винты не подходят. Это позволяет использовать их вместо конвертопланов в некоторых приложениях.
- Канальные вентиляторы обеспечивают повышенную безопасность на земле.
Недостатки
- Менее эффективен, чем гребной винт на крейсерском режиме (при меньшем уровне тяги).
- Для хорошей эффективности требуются очень маленькие зазоры между кончиками лопастей и воздуховодом.
- Требуется высокая частота вращения и минимальная вибрация.
- Сложная конструкция воздуховодов и увеличение веса, даже если они изготовлены из современных композитных материалов.
- При большом угле атаки части воздуховода заглохнут и создадут аэродинамическое сопротивление . [5]
Смотрите также
- Центробежный вентилятор
- Вентилятор (механический)
- ТРДД с редуктором
- Воздушный винт
- Конфигурация толкателя
- Непроверенный вентилятор
- Летающий автомобиль
Рекомендации
- ^ Обзор технологий: фан-пакет
- ^ "Реактивные вентиляторы" . Airblast . Проверено 22 марта 2019 года .
- ^ (Тони) Энрайт, Пенсильвания (2014). «Влияние струйных вентиляционных систем на активацию оросителей» . Примеры использования пожарной безопасности . 1 : 1–7. DOI : 10.1016 / j.csfs.2013.11.002 . ISSN 2214-398X .
- ^ Перейра, Джейсон Л. Ховер и испытания в аэродинамической трубе роторов с кожухом для улучшенной конструкции микро-летательного аппарата p147 + p11. Университет Мэриленда , 2008 г. Дата обращения : 28 августа 2015 г.
- ^ Джон Лонгботтом - Механическое воздухоплавание, диссертация в формате PDF