Pytanie:
Dlaczego śmigła pchające są tak rzadkie, a mimo to wciąż są w pobliżu?
falstro
2014-04-10 12:02:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Silniki odrzutowe są ze swej natury silnikami pchającymi, jednak większość samolotów śmigłowych używa silników ciągnących. Czy istnieje nieodłączna zaleta stosowania śmigieł ciągnących, z wyjątkiem zwiększonego przepływu powietrza nad kadłubem i ogonem (wraz ze sterem i windą)?

Bliźniaki zwykle mają silniki na skrzydłach, a ogon nie jest już bezpośrednio za tym, czy to oznacza, że ​​wybór silnika ściągającego nie jest tak korzystny?

Jeśli nie ma nieodłącznej wady, dlaczego konfiguracje popychaczy są tak rzadkie? Jeśli istnieje, dlaczego w ogóle istnieją? Pomijając projekty, w których wybór jest oczywisty, na przykład spadochrony z napędem, w których po prostu nie chcesz śmigła w twarz.

Convair B36 to jeden godne uwagi samoloty wielosilnikowe z silnikami w konfiguracji pchającej, jak Piaggio Avanti. A Cessna Skymaster to konfiguracja typu push / pull (jeśli uzyskasz ocenę wielosilnikową w Skymaster, bilet będzie ograniczony do samolotów wielosilnikowych z ciągiem liniowym). Samoloty jednosilnikowe są jeszcze bardziej rzadkie i prawie wszystko, co udało mi się znaleźć, oprócz Lake Buccaneer, to samoloty-zestawy (np. Velocity, Rutan ), ultralekkich ( Quad City), wojskowych lub eksperymentalnych.

Możesz zrobić odrzutowiec „puller”, ale nikt tego nie robi. Spójrz na przepływ powietrza w silniku turbośmigłowym PT-6. Zwróć uwagę na wlot poniżej wydechu, ścieżkę spalania od tyłu do przodu i wydech skierowany do tyłu prawie z przodu silnika. Zdejmij śmigło i skrzynię biegów, zoptymalizuj silnik pod kątem czystego odrzutowca i masz silnik odrzutowy typu puller. Powinno być oczywiste, że inne projekty są bardziej wydajne. Wczesne rakiety były budowane w konfiguracji ściągacza, jeden odrzutowiec produkcyjny blisko ściągacza byłby Pegazem, używanym w Harrier - nie ma wydechu skierowanego do tyłu, wykorzystując dysze do wektorowania ciągu.
@Federico miałeś rację. Zauważ, że silniki turboodrzutowe nie są prawdziwymi silnikami pchającymi. Siła nie jest wytwarzana z tyłu silników. Turbofany to silniki typu puller, w których większość ciągu generowana jest przez sprężarkę. Czyste silniki odrzutowe, takie jak w Tornado, są być może nieco bardziej pchające niż ciągnące, ale wciąż mają dużo siły. Przyjrzyj się naprężeniom w głównym wale. W przypadku podpór ciągnących wał jest obciążony rozciąganiem, w przypadku stojaków pchających wał jest obciążony ściskaniem. We wszystkich silnikach odrzutowych wał jest obciążony naprężeniem; kompresor ciągnie samolot do przodu.
@Federico nie generuje ciągu w turbinie, wręcz przeciwnie: turbina pobiera energię z wewnętrznego przepływu powietrza, aby napędzać sprężarkę, tworząc w ten sposób opór. Komora spalania zapewnia większość ciągu w czystym silniku odrzutowym.
Potwór z Morza Kaspijskiego był odrzutowcem, dzięki czemu mógł odchylać spaliny odrzutowe w dół pod skrzydłami, zapewniając dodatkową siłę nośną.
Jeśli silniki odrzutowe są w skrzydłach, jak większość dużych samolotów pasażerskich, to ** w rzeczywistości jest to pchanie / ciągnięcie. ** Tylna połowa kabiny jest ciągnięta, a przednia część jest przesuwana.
W przypadku samolotów z silnikiem tłokowym potrzebny jest silnik z przodu, aby przesunąć środek ciężkości z przodu, aby zapewnić stabilność. W takim przypadku, jeśli potrzebujesz popychacza, wał napędowy musi przejść przez karabinek. Lub wybierzesz tylny silnik, ale silnik musi być lekki, aby ułatwić zaprojektowanie przeciwwagi.
Nowoczesne silniki odrzutowe to w rzeczywistości silniki „turbowentylatorowe”, w których większość rzeczywistego ciągu jest wytwarzana przez duży wentylator obejściowy z przodu silnika. Wentylator jest z kolei zasilany przez turbinę w rdzeniu, która wytwarza własny ciąg z tyłu.
Dwanaście odpowiedzi:
DeltaLima
2014-04-10 12:48:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jest wiele wad, które wydają się przeważać nad zaletami.

Oto dwa:

  • Podpórka popychacza pracuje w zakłóconym przepływie powietrza, powodując zwiększone wibracje i hałas
    Jeśli śmigło jest zamontowane za skrzydłem, a każda łopatka śruby napędowej przechodzi przez oddzielony przepływ graniczny dwukrotnie w każdym obrocie. Cykle te powodują dodatkowy hałas i obniżają sprawność śruby. Wibracje powodują, że łopatki śmigła są bardziej podatne na zmęczenie metalu.

  • Prześwit śmigła przy starcie
    Ze względu na pochylenie podczas startu, śmigło zbliża się do ziemi. Dlatego należy zmniejszyć średnicę (utrata wydajności) lub wydłużyć kolumny podwozia (dodatkowa masa). Ponieważ śmigło znajduje się za podwoziem, jest podatne na zanieczyszczenia wyrzucane z podwozia, co zwiększa potrzebę dodatkowej ochrony łopaty (zwiększona waga, utrata wydajności)

Wikipedia zawiera listę dodatkowych wad.


Edytuj:

Twoje oświadczenie, że

Silniki odrzutowe są z natury silnikami pchającymi

nie jest do końca prawdą.

W silnikach turbowentylatorowych większość ciągu generowana jest przez stopnie wentylatora i sprężarki. Nawet w czystym silniku odrzutowym sprężarka generuje duży ciąg. Dlatego wał silnika odrzutowego jest obciążony napięciem, podobnie jak wał napędowy w konfiguracji ściągacza.

thrust distribution in a jet engine Źródło: Rolls Royce - silnik odrzutowy

Zauważyłem również tę listę. Dlaczego więc w ogóle są popychacze?
@falstro możesz mieć niezakłócony widok z przodu, są również cichsze, ponieważ silnik znajduje się z tyłu. mogą być również bezpieczniejsze, ponieważ trudno je przeciągnąć, jeśli mają konfigurację canard: http://www.youtube.com/watch?v=H50zFi11OMU (żeby wymienić tylko kilka)
@falstro Tuż nad tą listą znajduje się lista zalet. To są powody, dla których ludzie budują popychacze. A kiedy już zostaną zbudowane, będą przez jakiś czas w pobliżu. Chociaż nie widujesz ich często.
Ingerencja w ślizg skrzydła jest poważnym problemem, ale tylko wtedy, gdy oś śmigła znajduje się w płaszczyźnie skrzydła. Po podniesieniu nad lub opuszczeniu poniżej łopaty śmigła przecinają ją stopniowo, a następnie uderzają w nią na całej rozpiętości, powodując hałas i obciążenie dynamiczne. Proszę spojrzeć na Piaggio Avanti: to doskonały projekt.
@DeltaLima Nie jestem przekonany, że silniki turbowentylatorowe lub odrzutowe pchają lub ciągną tylko z powodu obciążenia wału; helikoptery często mają silniki turbinowe, ale to fakt, że wirnik znajduje się na górze i unosi go, sprawia, że ​​jest to konfiguracja ściągacza, prawda? Posiadanie wirnika na dnie sprawiłoby, że byłby popychaczem, co oczywiście byłoby szalone. Jednak nie jest to niemożliwe, promy kosmiczne byłyby przykładem pionowego statku startowego w konfiguracji pchacza.
@PeterKämpf patrząc na Avanti jest w porządku, ale czy kiedykolwiek go słuchałeś? Bardzo mi się podoba, ale nie jest do końca cichy. Jest to przykład konstrukcji głośnego pchacza.
Ponadto popychacze pozwalają na większe kąty ogona bez martwienia się o separację przepływu powietrza, a także zmniejszają opór podczas szorowania i zwiększają przepływ laminarny, ponieważ na samolocie nie ma propwashu.
@falstro: Ten diagram nie przedstawia współczynnika obciążenia na wale. Pokazuje udział ciągu i oporu różnych części silnika. Stopnie sprężarki generują większość ciągu w porównaniu z rozszerzaniem gorącego gazu na końcu. Tak więc silnik odrzutowy jest raczej silnikiem śmigłowym, w którym śmigło jest zasilane kanałem, niż oddychającym powietrzem silnikiem rakietowym z turbodoładowaniem.
co to jest 5587? Czy to opór silnika czy coś?
Peter Kämpf
2014-04-11 01:28:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Konstrukcja popychacza jest bardziej wydajna, ponieważ zasysanie przed śrubą zmniejsza separację przepływu, a przyspieszony przepływ za nią nie opływa kadłuba (lub skrzydła), gdzie powodowałby dodatkowy opór tarcia. W przypadku Do-335 (patrz rysunek poniżej) prędkość maksymalna jednego silnika była o 30 km / h wyższa przy pracującym tylnym silniku niż z silnikiem przednim (oba były DB-603 o identycznej mocy).

Do-335

Z drugiej strony śruba ściągająca pomoże manewrować samolotem na ziemi (jest to duża zaleta dla ogonowców - zwróć uwagę, ile ma dwusilnikowych samolotów taildragger ogon typu H (dwa stery jako płyty końcowe stabilizatora). Zostały one umieszczone w śladzie śmigła, co zapewniało znacznie lepszą kontrolę kierunku przy niskiej prędkości na ziemi. Podnośnik z klap.

Główna wada samolotu jednosilnikowego, czyli zmniejszony prześwit, została już wspomniana. Jeśli naprawdę nie możesz się obracać, starty i lądowania są sprawami dużych prędkości. Ale jest kolejna wada śruby montowanej z tyłu: stabilizuje samolot, podobnie jak dodatkowy ogon, ale bez powierzchni sterowych. Szczególnie w przypadku myśliwca jest to przeciwieństwo tego, czego chcesz. Z tego powodu prawie wszystkie samoloty jednosilnikowe o dużej mocy mają śmigło z przodu: zwrotność!

Efekt stabilizujący zwiększa się oczywiście proporcjonalnie do powierzchni śruby napędowej i ciągu. Ponieważ zwykły samolot musi mieć podstawową stabilność przy silniku pracującym na biegu jałowym, każda dodatkowa zmiana stabilności spowodowana umieszczeniem śmigła jest najważniejsza. Przy pełnej mocy i długim ramieniu dźwigni pojedynczego pchacza na centralnym kadłubie (pomyśl LearAvia Learfan), samolot staje się sztywny jak cegła. Układ z dwoma wysięgnikami (pomyśl Saab J 21, na zdjęciu poniżej) jest lepszy, ale stwarza dodatkowe tarcie i opór zakłócający, więc zalety układu popychacza są zmniejszone. Zwróć jednak uwagę, że badania wariantu silnika ciągnika (Saab J 23) wykazały gorsze osiągi niż konstrukcja pchacza.

Saab-21

Jeśli potrzebujesz twardych danych na ten temat: to stary raport NACA (NACA TN 2586) na ten temat autorstwa Johna L. Criglera i Jeana Gilmana, zatytułowany Propellers in Pitch and Yaw.

stabilność zależy od ogólnej konstrukcji, a nie tylko od umiejscowienia silnika. Jeśli używasz podwójnego ogona, takiego jak D.XXIII lub Cessna Skymaster, problem ten w dużej mierze zniknie. Ale tak, może to być czynnik. I oczywiście, jeśli używasz takiego projektu, jesteś więcej niż połowa drogi do projektu z wystarczającą ilością miejsca, aby umieścić oba silniki w skrzydłach, poprzez wysunięcie podwójnych wysięgników do przodu, aby stały się głowicami silnika, jak w P.38. Konstrukcja typu push / pull zapewnia jednak znacznie lepszą obsługę silnika na zewnątrz, ponieważ nie ma pozaosiowego wektora ciągu.
Czytałem, że efekt stabilizujący jest tak silny, że latające skrzydła napędzane pchaczem nie wymagały pionowych sterów / płaszczyzn ogonowych np. latające skrzydła Northrup. Kiedy zamienili się na odrzutowce, musieli je dodać.
Ciekawostka: oba silniki P-38 były silnikami krytycznymi, ponieważ z drugiej strony, propwash sprawił, że nos trochę wędrował (nie jest to dobre do celowania z broni!)
@ptgflyer Zawsze wiedziałem, że w P-38 oba silniki są krytyczne, ale nigdy nie wiedziałem dlaczego. Dzięki!
„Stabilizuje samolot, podobnie jak dodatkowy ogon, ale bez powierzchni sterowych.” - trudno sobie wyobrazić, że jest to tak samo niekorzystne dla myśliwców, jak sugerujesz. Weź pod uwagę ogromny rozmiar pionowej płetwy Blackburn Firebrand. W jaki sposób utrzymywanie optymalnego kształtu kadłuba względem przepływu powietrza naprawdę ogranicza dostępną prędkość obrotu?
@quietflyer: Chodzi o tłumienie pochylenia i odchylenia ** **. Jeśli w to nie wierzysz, najlepiej będzie zbudować model i przetestować go samodzielnie. Poza tym Firebrand potrzebował dużego ogona, aby przeciwdziałać efektom żyroskopowym swojego silnika promieniowego.
@PeterKampf - gdybyś testował maksymalną dostępną prędkość przechyłu BEZ odchylania steru - tak czasami przeprowadzano te testy w erze drugiej wojny światowej, widziałem wzmiankę - czy współczynnik przechyłu nie byłby wyższy z dużą pionową płetwą, aby zmniejszyć niekorzystne odchylenie?
@quietflyer: Dlaczego zawodnik powinien się toczyć? Aby zmienić kurs, a do tego musi ciągnąć gs zaraz po przetoczeniu. Ten ruch pochylania staje się wolniejszy w przypadku podpory zamontowanej na ogonie i wymaga większego poziomu. Aby mieć wystarczającą stabilność pochylenia podczas podejścia i lądowania (gdy silnik pracuje na biegu jałowym), stabilność pochylenia przy pełnej mocy staje się paraliżująca dla walki powietrznej. Rzut nie ma wpływu, ale to nie wszystko, co liczy się w walce powietrznej.
Więc myśliwiec nie jest w stanie wyciągnąć pożądanych G, nawet jeśli drążek znajduje się daleko do tyłu? Czy może występuje opóźnienie czasowe związane z ustaleniem pożądanego kąta natarcia / obciążenia przeciążeniem? Widzę twój punkt widzenia, szczególnie w odniesieniu do osi skoku, nie jestem pewien, czy jestem przekonany, jeśli chodzi o oś odchylenia. Ale dzięki za wiadomość.
@quietflyer: Obie: odpowiedź jest wolniejsza, a maksymalna szybkość zmniejszona. Siły drążka są większe przy tym samym współczynniku nachylenia / obciążeniu.
TechZen
2014-05-14 23:48:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czytając o samolotach z lat trzydziestych i czterdziestych XX wieku, przychodzi mi do głowy kilka poważnych problemów, które nękały wówczas projekt.

Pchacze miały zalety polegające na pchaniu skrzydeł i powierzchni sterowych przez niezakłócone powietrze, a to dawało wystarczające korzyści, że zaproponowano wiele konstrukcji pchaczy. Pchacz miałby większą prędkość przelotową i lepsze ładowanie skrzydeł, ponieważ leciał w niezakłóconym powietrzu.

Prawdopodobnie największym sukcesem był mikser XB-42, który zostałby wdrożony, gdyby wojna trwała. (W końcu został wdrożony jako pierwszy bombowiec odrzutowy w Ameryce.)

B-36 użył pchaczy, aby nadać skrzydłom czysty przepływ powietrza. Został zaprojektowany w 1942 roku.

Ale mieli duże kompromisy.

Głównym problemem w konstrukcjach popychaczy z tamtej epoki było chłodzenie silnika na ziemi.

W przypadku traktora (ściągacza) masz ten gigantyczny wentylator pracujący nad samolotem i silnik (chłodzony powietrzem promieniowo) i / lub chłodnicę (chłodzoną wodą). Za pomocą popychacza śmigło właśnie nadmuchało powietrze za samolotem, pozostawiając potężny silnik z wyłącznie pasywnym chłodzeniem.

Podczas katastrofy silnik ciągnika znajdujący się z przodu służył jako strefa zgniotu dla reszty samolotu, zwłaszcza w kokpicie, i mógł przedrzeć się przez przeszkody, powodując wolniejsze zatrzymywanie się samolotu. I odwrotnie, z pchaczem silnik znajdował się za pilotem i nie tylko nie zapewniał żadnej ochrony, ale miał tendencję do wyrywania się i wbijania w resztę kadłuba jak kafar.

Pilot nie widział i dlatego obejrzał silnik, np. jeśli zaczniesz tracić olej w ciągniku, wiesz od razu. Jeśli silnik jest za tobą, możesz nie zauważyć, dopóki nie zobaczysz wskaźnika.

Środek ciągu był trudniejszy do wyważenia, przez co również środek ciężkości był trudny.

Mimo tych wszystkich wad XB-42 i B-36 pokazały, że ich zalety można osiągnąć, mając wystarczająco dobrą inżynierię. I w końcu dysze działają co najmniej w połowie przez pchanie. Gdyby odrzutowce były opóźnione o kilka lat lub wojna rozpoczęła się w połowie lat 30., prawdopodobnie widzielibyśmy więcej projektów pchaczy w służbie.

W przypadku samolotów odrzutowych zniknęło zapotrzebowanie na pchacze, aw samolotach cywilnych rzadko istnieje potrzeba zwiększenia wydajności, która uzasadnia walkę z wszystkimi kompromisami.

Co ciekawe, B-36 miał odwrotny problem z chłodzeniem; zastosowane silniki zostały zaprojektowane do pracy w konfiguracji ciągnika, w której wloty powietrza znajdowałyby się za cylindrami, co podgrzewałoby powietrze wpływające do wlotów. Z B-36 było odwrotnie, z wlotami na zewnątrz, bez żadnego ogrzewania. W konsekwencji B-36 był _bardzo_ podatny na awarie silnika spowodowane oblodzeniem gaźnika.
RedGrittyBrick
2014-10-27 15:19:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dlaczego pchające śmigła są tak rzadkie

Inne odpowiedzi obejmują to.

ale nadal są w pobliżu?

Śmigło montowane z przodu ogranicza pole widzenia pilota lub ładunku.

Weź pod uwagę drona monitorującego lub UAV. Nie ma pilota, którego widok byłby zasłonięty, ale prawie na pewno jest to wielka zaleta dla radarów, systemów optycznych i innych wybiegających w przyszłość systemów.

Misje obserwacyjne mogą skorzystać na stosunkowo wolno poruszającej się platformie na małej wysokości . To sprzyja używaniu śmigieł, a nie odrzutowców, a układ popychacza może być korzystny, jak wspomniano powyżej.

Photo of MQ-9 Reaper drone in flight MQ-9 Reaper

enter image description here Elbit Hermes

enter image description here
Sagem Sperwer

strato man
2016-11-03 02:00:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tylko dodatkowe informacje i przemyślenia na temat tego starego wątku. Nadal istnieje kilka udanych samolotów pchających, a nawet kilka jest obecnie budowanych. Piaggio Avanti jest dość udany i bardzo szybki, wysoki rejs to około 400 węzłów, a wspomniany wyżej CBA-123 jest obecnie w fazie rozwoju. Jak każdy projekt inżynierski, samoloty pchające są kompromisem. Zwykle tracisz pewną wydajność śmigła z powodu zakłóconego przepływu powietrza, ale zyskujesz pewną wydajność aerodynamiczną dzięki wolniejszemu przepływowi powietrza nad skrzydłami i kadłubem. Prześwit rekwizytów może być problemem, podobnie jak FOD rekwizytów z gruzu podniesionego przez koła wrzucane do rekwizytów.

Hałas to mieszanka. Hałas wewnętrzny jest często niższy, ponieważ rekwizyty nie dmuchają na szybę przednią lub kadłub, ale hałas zewnętrzny może być problemem z powodu zakłóconego przepływu do śmigieł. Piaggio Avanti jest podobno jedną z najcichszych kabin latających, ale kiedy przelatuje, jest dość głośny.

Przez kilka lat miałem sterowanego powietrzem skymastera i bardzo mi się podobało, ale było bardzo głośno. w środku i na zewnątrz. Ale mistrz nieba był bardzo cichy w środku, tylko tylny silnik pracował, więc to nie popychacz był problemem. Osiągi były nieco lepsze na samym tylnym silniku. „Opowieści żon” o starcie na jednym silniku są właśnie tym. Podobnie jak w przypadku wszystkich bliźniaczych tłoków, osiągi jednego silnika były marginalne i nie ma możliwości, aby biegły pilot nie zauważył awarii silnika. Latałem samolotem na jednym silniku wiele razy, zarówno podczas symulowanej awarii silnika podczas startu, jak i jednej rzeczywistej awarii silnika w locie, i chociaż prowadzenie było łagodne, osiągi nie imponowały (chociaż P-337 ma nieco lepsze wznoszenie na jednym silniku niż większość bliźniaków tłoków).

Wykonałem wiele trudnych operacji w terenie moim Skymasterem i miałem szczęście, że nigdy nie uszkodziłem tylnej śruby, ale nie ma wątpliwości, że może to być problem. Nie słyszałem o problemach z uszkodzeniami rekwizytów na Piaggio Avantis, ale prawdopodobnie nie będą one używane na nieutwardzonych pasach startowych. Tak więc, podobnie jak w przypadku wszystkich samolotów, projektant musi wziąć pod uwagę szereg kwestii, w tym zamierzone zastosowanie samolotu, przed podjęciem decyzji, czy użyć konfiguracji ciągnika, czy pchacza. Podejrzewam, że większość powodów braku popychaczy to z natury konserwatywne podejście konstruktorów samolotów, a nie nieodłączne problemy z konstrukcją pchaczy.

Poczytałem trochę o Avanti - bardzo eleganckiej konstrukcji, zarówno z technicznego punktu widzenia, jak i estetyki. Najwyraźniej zaletą układu pchająco-turbośmigłowego jest to, że łopaty śmigła nie wymagają odladzania. ponieważ strumień spalin robi to z natury.
jwenting
2014-04-10 12:17:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przynajmniej w przypadku samolotów jednosilnikowych posiadanie pchacza sprawia, że ​​wyjście w locie (czyli wyskakiwanie lub wyrzucanie) jest znacznie bardziej niebezpieczne. Wydaje mi się, że podczas pierwszej wojny światowej (kiedy rekwizyty pchające były znacznie częstsze) więcej niż kilku pilotów zostało poważnie rannych lub zabitych przez swoje rekwizyty, gdy musieli wyskoczyć z płonącego samolotu.

Z tego powodu Niemcy zamontowali ( lub planował) fotel wyrzutowy w konstrukcji pchająco-ciągnącej Do.335, a Fokker planował zrobić to samo w swoim D.XXIII.

B-36 był na tyle duży, że rekwizyty pchające byłyby daleko z dala od kadłuba, pozbywając się tego problemu.

Zaletą, jaką mogę sobie wyobrazić z posiadania śmigieł z przodu, która wynika ze zwiększonego przepływu powietrza, jest to, że uzyskuje się darmowe dodatkowe chłodzenie silników.

Mając silnik z pojedynczym silnikiem z tyłu ze wspornikiem popychacza, uzyskujesz bardziej złożoną konstrukcję wlotu powietrza i ogona niż po prostu pozwalanie silnikowi zassać powietrze, do którego już się wgryza. Potrzebujesz przewodów i innych rzeczy, dodając wagi i złożoności.

The Do-335 did have a pneumatic ejection seat, and additionally the upper fin and the propeller were blown off by an explosive charge when the seat was activated.
tucanoflyer
2015-01-30 16:57:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy śmigło pchające pracuje przy zakłóconym przepływie powietrza, wytwarzając więcej wibracji i hałasu? Tak.

Czy silnik pchający ma więcej problemów z chłodzeniem? Tak, jeśli jest to silnik tłokowy (silniki turbośmigłowe są chłodzone własnym wewnętrznym przepływem powietrza).

Jest jednak jedna rzecz przemawiająca za konfiguracją pchacza, która wymaga lepszej oceny: śmigło pchacza podnosi przepływ powietrza, czyli już spowolniony przez skrzydło i kadłub, aby wytworzyć ciąg, podczas gdy śruba napędowa ściągacza podnosi niezakłócone powietrze i wdmuchuje je na kadłub i skrzydła, które z kolei spowalniają przepływ powietrza. Ta różnica prawdopodobnie oznacza, że ​​silnik pchający może być w jakiś sposób bardziej wydajny przy wyższych prędkościach. Bliźniaczy pchacz, pokazany na poniższym zdjęciu, został opracowany w moim kraju w latach 80-tych o nazwie CBA-123 (zbudowano dwa prototypy) i doświadczenie z tym samolotem wskazuje w tym kierunku.

CBA-123

Powinni byli zrobić jedno pchnięcie silnika i jedno pociągnięcie, aby rozwiązać problem raz na zawsze.
user2357
2014-05-16 11:31:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pchacze oferują prawdziwą przewagę małym płazom, takim jak Lake Buccaneer i Republic See Bee, gdzie piloci muszą być w stanie wyskoczyć i złapać boje cumownicze, liny lub pomosty bez obawy o uderzenie w obracające się śmigło.

Łatwiej jest też trzymać podpórkę z dala od wody bez umieszczania jej tuż nad kokpitem.
Chromatix
2018-04-17 02:23:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedną z kategorii samolotów, która prawie uniwersalnie wykorzystuje pchacze, jest wiatrakowiec automatyczny. Zwykle silnik jest zamontowany pośrodku jednostki, z kokpitem bezpośrednio do przodu, wirnikiem powyżej i ogonem w jakiś sposób zamontowanym za śmigłem - co wymaga często wyglądającej wrzecionowatej kolumny, która omija ją. tarcza śmigła.

To samo dotyczy niektórych innych typów ultralekkich statków powietrznych, w których mały silnik jest często przymocowany bezpośrednio do pleców pilota lub ewentualnie z tyłu jego siedzenia. W większości przypadków jest to jedyne miejsce, w którym można zamontować bez rozpoczynania budowy rzeczywistego kadłuba.

W obu przypadkach istnieje jakaś osłona, która uderzyłaby o ziemię przed śmigło, jeśli osiągnięto wystarczający skok, a wymagany do tego skok jest znacznie większy niż większość statków powietrznych potrzebnych do startu. Uderzenie śmigłem jest zatem mało prawdopodobne.

Główną zaletą konfiguracji śmigła typu puller, z aerodynamicznego punktu widzenia, jest to, że dodaje ona przepływ powietrza do przodu nad skrzydłami i ogonem w najważniejszych fazach lotu, kiedy statek powietrzny jako całość porusza się raczej wolno. Przed erą odrzutowców długie, asfaltowe pasy startowe były dość rzadkie, więc możliwość startu z krótkiego i / lub nierównego pola była korzystna. Dla wojowników dodatkowe kilka sekund sterowności podczas manewrowania w pionie może z łatwością oznaczać różnicę między zwycięstwem a śmiercią.

Miało to szczególne znaczenie w przypadku samolotów bazujących na lotniskowcach, które podczas drugiej wojny światowej zazwyczaj nie miały korzyści z katapulty do przyspieszania ich z pokładu. Lotniskowiec mógł generować znaczny przeciwny wiatr, aby pomóc, parując pod wiatr tak szybko, jak to możliwe, ale ciężko załadowany myśliwiec lub lekki bombowiec nadal potrzebował tak dużego marginesu bezpieczeństwa, jak tylko mógł. B-25 użyte w Doolittle Raid były naprawdę wyjątkowym przypadkiem; załogi wymagały specjalnego przeszkolenia, aby wystartować z czegoś tak małego jak lotniskowiec, a jednemu z nich udało się to tylko unosząc się w „efekcie ziemi” tuż nad falami po opuszczeniu pokładu. Gdyby byli pchaczami, prawdopodobnie by im się to nie udało.

W przypadku lotniskowców ważna jest także próba lądowania na pokładzie. Uniwersalną konfiguracją dla każdego statku powietrznego innego niż lotniskowiec VTOL jest hak połączony z wytrzymałym amortyzatorem w ogonie, który łączy się z szeregiem ciężkich kabli ułożonych w poprzek kabiny załogi. Aby to zadziałało, samolot musi po prostu wlecieć na statek w pozycji dziobowej do góry, bez flary, której zwykle używasz podczas lądowania na odpowiednim lotnisku. Śmigło montowane z tyłu rutynowo uderzałoby w pokład, stając się poważnym zagrożeniem zarówno dla samego samolotu, jak i załogi w kabinie.

Z tych i kilku innych powodów śmigło montowane z przodu stało się konwencjonalne. w projektach wojskowych, a co za tym idzie, także w projektach cywilnych. Pchacz automatycznie wydaje się niekonwencjonalny w tym kontekście i jest kojarzony z ultralekkimi i innymi nietypowymi samolotami, takimi jak wiatrakowce.

Zmiana położenia środka ciężkości związana z przesunięciem silnika do tyłu również zachęca do poważnych zmian w planie nawet w przypadku pełnowymiarowych samolotów, aż do konfiguracji canard włącznie, co sprawia, że ​​taki samolot wygląda jeszcze bardziej dziwacznie. Samolot canard ma również różne właściwości pilotażowe na krawędzi obwiedni lotu, co może jeszcze bardziej zniechęcić potencjalnych pilotów. Niedawno pojawił się trójpowierzchniowy układ (zarówno z ogonem kanardowym, jak i ogonem konwencjonalnym), niosący przynajmniej teoretyczne zalety zarówno z układu canard, jak i konwencjonalnego.

Niewielu projektantów samolotów jest skłonnych włożyć szyję do takiego środowisko; że statek kosmiczny Beechcraft jest powszechnie uważany za awarię - faktycznie Beechcraft zniszczył wiele płatowców statku kosmicznego, próbując uniknąć kosztów ich utrzymania - zachęcałby do dalszej ostrożności. Burt Rutan (ze Scaled Composites) jest godnym uwagi wyjątkiem od reguły; zaprojektował kilka udanych samolotów typu canard i trójpowierzchniowych z silnikami pchającymi.

Jednak Piaggio Avanti jest rzadkim przykładem samolotu, który logicznie podsumowuje zalety pchacza. Dzięki trójpowierzchniowemu układowi i bardzo starannej dbałości o szczegóły aerodynamiczne jest to samolot turbośmigłowy o osiągach bardzo zbliżonych do korporacyjnych odrzutowców, ale o znacznie niższych kosztach operacyjnych i zdolności do operowania z krótszych pasów startowych niż odrzutowiec. Popieranie przez Ferrari, w tym przewożenie zespołu wyścigowego Scuderia w Avanti, nie mogło zaszkodzić jego popularności. Co być może bardziej niezwykłe, jedynym poważnym wypadkiem, jaki mogę znaleźć z udziałem Avanti, była utrata bezzałogowego drona w zależności od typu - wcale nie jest to zły typ samolotu, który latał setkami egzemplarzy od prawie 30 lat.

Tak więc konfiguracja pchacza ma swoje zalety, których większość projektantów samolotów tak naprawdę nie wie, jak najlepiej je wykorzystać, ponieważ odrzutowce i przednie śmigła są standardem od tak dawna. Ale ta ostatnia stała się dominująca ze względu na zdecydowane zalety, jakie posiadał w erze przed odrzutowcem.

Czy możesz podać więcej szczegółów na temat zalet popychaczy dla wiatrakowców automatycznych?
Nie jestem pewien, czy są jakieś istotne zalety aerodynamiczne, ale wiatrakowiec autogaz potrzebuje wirnika bezpośrednio nad CG i ze sprzęgłem do silnika, aby go rozpędzić do startu, więc ustawienie silnika dokładnie pośrodku jest naturalne. Stamtąd wydaje się, że instalacja podpychacza popychacza wydaje się prostsza mechanicznie, przynajmniej po wymyśleniu, jak zamontować ogon. Czytałem, że wiatrakowiec automatyczny potrzebuje nisko położonego środka ciągu, aby był maksymalnie stabilny, co może również wpływać na zwykłą konstrukcję.
Możesz to zmienić w swojej odpowiedzi. Pytanie brzmi, jakie są korzyści, a twoja odpowiedź nie dotyczy zbyt wiele, po prostu to, że wiatrakowce używają tej konfiguracji.
Mówiąc dokładniej, pytanie dotyczy nieodłącznych zalet rekwizytów * puller * i w dużej mierze dyskontuje przypadki, w których popychacz jest jedyną możliwą konfiguracją dla tego typu. Myślę, że * mógłbyś * zbudować wiatrakowiec ze ściągaczem, po prostu zwykle bardziej sensowne jest użycie popychacza.
Guy Inchbald
2020-04-08 22:35:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedną z niewymienionych jeszcze zalet ciągnika jest to, że ciężar silnika jest umieszczony z przodu. Wszyscy wiemy, że modele szybowców wymagają ciężaru dziobu i to samo dotyczy prawdziwych. użycie silnika sprawia, że ​​konstrukcja jest bardziej zwarta, lżejsza i prostsza.

Poruszono również kwestię bezpieczeństwa w przypadku zderzenia. Co zabawne, oryginalne książki Biggles były technicznie wyjątkowym historycznym zapisem byłego pilota I wojny światowej, kapitana W.E. Johns. Biggles Learns to Fly zawiera graficzną i szokującą ekspozycję na temat względnych zalet pchacza i traktora w wypadku.

Na początku I wojny światowej wiele brytyjskich typów z RAF i Vickers było popychacze. Nowsze typy, takie jak Sop z rozpórką 1 i 1/2, okazały się znacznie bardziej kompaktowe i zwrotne - oraz bezpieczniejsze podczas lądowania awaryjnego. Popychacz stał się przestarzały z dnia na dzień. Od tamtej pory pozostaje niszową opcją.

Urquiola
2016-12-14 02:46:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To samo, co w Do-335 stało się z dwusilnikową Cessną, Skymaster, pracując z jednym silnikiem, było lepiej z silnikiem tylnym. Ten samolot Dornier-335 wygląda bardziej jak ścigacz niż myśliwiec bombowiec, dla którego został zaprojektowany.

Do-335 został zaprojektowany jako bombowiec, który w rzeczywistości lepiej pasuje do jego konstrukcji z dużym pustym kadłubem i szeroko rozmieszczonymi śmigłami, aby zapewnić utrzymanie zdatności do lotu w przypadku uszkodzenia.
@Jihyun: Naprawdę? Koncepcja rozpoczęła się jako bombowiec szturmowy, ale szybko została przekształcona w myśliwiec. Kadłub był pełen silników, czołgów i pilota (lub dwóch) i nie było miejsca na bomby.
Tak. Zaczęło się jako bombowiec. Nie jestem pewien, co mówisz, ponieważ modyfikacje po wstępnym projekcie nie kontrastują z moim punktem widzenia.
tj1000
2018-04-17 21:12:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pushers byli próbowani podczas drugiej wojny światowej bez większego sukcesu, a był to czas, kiedy próbowano wszystkiego.

W Stanach Zjednoczonych pracowano nad dwoma myśliwcami pchającymi podczas drugiej wojny światowej: Curtiss XP55 i Northrop XP56. Żaden z nich nie został uruchomiony, oba miały problemy ze stabilnością, chociaż te problemy wynikały bardziej z radykalnych projektów niż ze śmigła pchającego. XP55 wykorzystywał canard z przodu do wind i sterów skrzydłowych, podczas gdy XP56 był faktycznie latającym skrzydłem z krótkim, grubym kadłubem.

Podstawowy układ XP55 został później użyty w Beechcraft Starship. Niestety, statek kosmiczny nie odniósł sukcesu, kosztował więcej i leciał wolniej niż współczesne transporty kierownicze, takie jak Cessna Citation i Lear, a nawet turbośmigłowe traktory, takie jak Piper Cheyenne i Beech KingAir.

Japonia opracowała jeden myśliwiec pchający, Kyushu J7W Shinden. Jego konstrukcja popychacza odzwierciedla zamiar napędzania go silnikiem z turbiną gazową, konstrukcja pchana / bezogonowa, aby obejść problem topienia ogona przez gorące spaliny. Podobnie jak wysiłki amerykańskie, nigdy nie wszedł do produkcji, chociaż pogarszająca się sytuacja przemysłowa w Japonii w 1945 roku była bardziej odpowiedzialna za niepowodzenie jego wprowadzenia do służby.

W przypadku konstrukcji myśliwców konfiguracja popychacza była tylko jednym z kilku radykalnych odstępstw od konwencjonalnej konstrukcji, więc trudno jest określić, w jakim stopniu konfiguracja popychacza przyczyniła się do napotkanych problemów. Zauważ, że DO335 był konfiguracją przeciwsobną, a nie czystym popychaczem.

Z pewnym stopniem pewności można powiedzieć, że konfiguracje pchaczy, na pewno w samolotach myśliwskich, nie okazały się korzystne, gdy śmigłowce były u szczytu kariery.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...