Задача № 22
Дата публикации: 28.05.2024 года
Задача от: Андрей
Идеи и решения задачи направляйте на адрес проекта: vihrihaosa@yandex.ru, после проверки будут опубликованы.
Владимир Игоревич, в предыдущей задаче: новая подъёмная сила для беспилотников Вы утверждаете, что тороидально-вихревой ротор даёт подъёмную силу в 4 кг. на каждые 800 ват подводимой мощности.
Предположу, что тогда «закрытый» тороидально-вихревой ротор будет более эффективен, чем известные подъёмные вентиляторы судов на воздушной подушке.
Получается, что наземный дрон на тороидально вихревой подушке более эффективно обнулит любые минные поля супостата.
Что Вы думаете?
Андрей, сегодня провел эксперимент по Вашей задаче.
Доработал испытательный стенд с предыдущей задачи краудсорсинговой площадки изобретателей:
Новая подъёмная сила для беспилотников.
Добавил кольцевой экран (юбку) по типу, как на аппаратах на воздушной подушки.
Диагностическими маркерами результатов эксперимента выступили:
— изменение веса стенда,
— расстояние поверхность – кольцевой экран,
— линейное перемещение стенда.
Технические характеристики стенда:
— наружный диаметр ротора – 600 мм,
— мощность привода – 800 Ват,
— вес стенда 11 кг. (добавлена юбка с 4-мя боковыми опорами + 1 кг.),
— юбка стенда контактирует с поверхностью,
— расстояние между ротором и юбкой — 10 см. (меньше было не возможно на этом стенде реализовать),
— вес ротора – 1,5 кг.,
— угол крутки ротора – 45 градусов,
Первые результаты:
Вес стенда измерялся косвенно, напольными весами высотой 4 см. под одной из 4-х опорных «ног» стенда. В этом месте максимальное расстояние между юбка-поверхность не превышало 4 см.
См. видео № 1:Изменение веса стенда на одной опоре
Тороидально-вихревая подушка обеспечила стенду весом в 11 килограмм уменьшение веса на одной опоре — 3,5 кг. Если учесть, что стенд контактировал только одной опорой из четырёх с весами, вторая опора стенда была подвешена в воздухе, и только третья и четвёртые опоры контактировали с поверхностью, то можно предположить следующее.
Общая потеря веса стенда была 2-3 кратной и находилась в диапазоне между 7 и 10,5 кг.
Такие характеристики уменьшения веса подтверждаются ещё одним видео, где стенд, весом в 11 кг за счёт вибрации-трения о поверхность почти свободно перемещается по поверхности. К сожалению полноценную тороидально-вихревую подушку привод в 800 Ват не смог обеспечить стенду в 11 кг. Мощности не хватило совсем немного.
См. видео № 2: Линейное перемещение стенда
Так что Андрей, можно предположить ориентировочно следующие характеристики вашей будущей гравицапы, которая с лёгкостью обнулит любые минные поля супостата.
Привод, мощностью в 80 кВт, поднимет более тонны “живого или мёртвого” веса.
Замечания по стенду.
— Крутка ротора в 45 градусов чрезвычайно большая (предположил mebius в предыдущей задаче, и я с ним полностью согласен).
— В стенде расстояние между экраном и ротором большое — 10 см.
Если уменьшить крутку ротора градусов до 25 и уменьшить расстояние между ротором и экраном до минимально возможного, например в 5 мм — эффективность тороидально-вихревой подушки будет ещё больше.
В конструктивном плане, в итоге, должно получится что-то типа этого:
Преимущества ротора:
— большой вес ротора обеспечит мягкую посадку в случае отказа двигателя, по типу авторотации на вертолётах.
PS:
К сожалению, для продолжения экспериментальных работ 3-D принтера нет. Для меня это дорогая игрушка “не по карману”, хотя новых идей в области вихревых тороидов – тьма (см. книгу — «Закрученные течения» в авторской библиотеке), поэтому дальше уж Вы сами.
Чуть позже обработаю результаты ОКР и выложу более подробную информацию в соответствующем разделе проекта ВИХРИ ХАОСА.
Уважаемый автор, попробуйте рассчитать параметры подобного по размерам винта в сравнении с Вашим изобретением. Формулы (1-2) возьмите отсюда:
Расчёт винта
Экспериментальные характеристики тороидально-вихревого ротора:
Диаметр, м. 0.6
Мощность привода, л/с. 1.8
Скорость вращения, об/мин. 600
Подъёмная сила, кг. 4 (без юбки) 10 (с юбкой)
Расчётные характеристики классического винта для сравнения по диаметру и мощности привода:
Диаметр, м. 0.6
Мощность привода, л/с. 1.08
Скорость вращения, об/мин. 3840
Подъёмная сила, кг. 5.6
Предварительные выводы:
— При сравнении ротора с классическим винтом (примерно одинаковая мощность привода/диаметр ротора/подъёмная сила) — скорость вращения классического винта более чем в 5 раз больше скорости вращения ротора.
— При сравнении ротора с классическим винтом (примерно одинаковая мощность привода/скорость вращения/подъёмная сила) — диаметр классического винта более чем в 3 раза больше, по сравнению с диаметром ротора.
— Большой вес ротора обеспечит мягкую посадку в случае отказа двигателя, по типу авторотации на вертолётах.
1.почему «скорость вращения классического винта должна быть более чем в 5 раз больше скорости вращения ротора.»??
зависимость подъемной силы F от мощности мотора N, и скорости n в расчете squr …
ФОРМУЛЫ от squr
те судя по первой формуле для того что бы увеличить F в 2 раза ( c 5,6 до 10) надо увеличить N в ~3 и соответственно n в 3^(1/3)=1,44. Так откуда «более чем в 5 раз»?
2. Зависимость тяги от диаметра винта известна D^(2/3), а какова зависимость тяги от диаметра ротора? такое ощущение что гораздо меньше . скорее от ширины лопастей которые уж точно меньше диаметра.
3. Масса винта пропорциональна кубу диаметра. А какие соотношения для ротора? судя по картинке если и ротор и винт из одного материала то ротор гораздо массивне
ЗигМунд
По п.1.
Я могу ошибаться, но именно по расчётам получается, что работа винта отличается от ротора:
— по скорости вращения, более чем в 5 раз при сравнительно одинаковых: мощность привода (800 Ват)/ подъёмная сила (4-5 кг.)/диаметр ротора (0,6 м).
— по диаметру, более чем в 3 раз при сравнительно одинаковых: мощность привода (800 Ват)/ подъёмная сила (4-5 кг.)/скорость вращения (600 об/мин).
По п.2 и 3.
Таких расчётов нет. В соседней задаче предложили помощь с физико-математическим обоснованием, на основе которого можно разработать программу проектирования. Нужны эксперименты с различными роторами. К сожалению, всё упирается в отсутствии средств для продолжения работ.
Если горишь энтузиазмом,
то обращайся сюда:
Фонд перспективных исследований.
[ссылка]
Если повезет, еще и денежку заработаешь.
Вот у них сейчас идет проект на аналогичную твоей тему:
ЦИКЛОН — Летательныq аппарат с циклическими движителями.
[ссылка]
ОТВЕТИТ