Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Авиамодели двигатели расход топлив

Двигатель для авиамоделей

Пилотирование самолетов стало увлечением, объединившим взрослых и детей со всего мира. Но с развитием данного развлечения развиваются и движители для мини самолетов. Самый многочисленный двигатель для самолетов такого типа является электрический. Но с недавних пор на арене двигателей для RC авиамоделей появились реактивные двигатели (РД).

Они постоянно дополняется всевозможными инновациями и придумками конструкторов. Задача перед ними стоит довольно сложная, но возможная. После создания одной из первых моделей уменьшенного двигателя, которая стала значимой для авиамоделирования, в 1990-х годах изменилось многое. Первый ТРД был 30 см в длину, около 10 см в диаметре и весом в 1,8 кг, но за десятки лет, у конструкторов получилось создать более компактную модель. Если основательно взяться за рассмотрение их строения, то можно поубавить сложностей и рассмотреть вариант создания собственного шедевра.

Как же понять, какое топливо использовать?

Для начала, обратиться к инструкции. Каждый производитель, исходя из специфики своих моделей и их двигателей, рекомендует определенное процентное содержание нитрометана. Если же, по какой-то причине, инструкции нет или там не указана эта информация, можно ориентироваться на топливо с содержанием в 20%. Это среднее универсальное значение, которое подойдет для практически всех автомоделей и температурных режимов. То есть, если у Вас нет точной информации по своей модели, 20% топливо не нанесет вреда двигателю, Вы можете смело использовать его.

А где же воз?

Итак, в огромной стране, практически не осталось инфраструктуры для производства поршневых двигателей малой мощности. Таких, которые были бы способны поднять нашу малую авиацию и поставить ее что называется «на крыло».

Однако выход есть и из этой ситуации. Выход быть может не самый быстрый, и простой, но есть. Это разработка своих, отечественных микро и минидвигателей ГТД (газотурбинный двигатель).

Огромные холдинги, консорциумы и всевозможные ФГУП (кто не знает это Федеральное Государственное Унитарное Предприятие), изучают проблему, разрабатывают концептуальные проекты, создают предприятия с иностранным участием и осваивают государственные инвестиции. Вероятно, по прошествии энного количества времени мы на выходе всех этих корпоративных усилий и получим какой-то готовый продукт.

ЦИАМ ведет НИОКР

ФГУП «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И.Баранова» широким фронтом ведет НИОКР создания перспективных газотурбинных и поршневых двигателей в интересах разработчиков беспилотных летательных аппаратов, самолетов и вертолетов малой авиации. «АвиаПорт» приводит систематизированное изложение выступлений начальника сектора ЦИАМ (малоразмерные ГТД) Владимира Ломазова и начальника сектора ЦИАМ (ПД) Александра Костюченкова на II международной конференции «Беспилотная авиация — 2015».

«…Работы по перспективным поршневым двигателям

В России в настоящее время полностью отсутствует производство поршневых авиадвигателей для беспилотников и легких самолетов и вертолетов, что заставляет отечественных конструкторов применять авиадвигатели зарубежного производства. В связи с огромной потребностью в таких двигателях, ЦИАМ проводит НИОКР и прорабатывает проекты перспективных поршневых авиадвигателей в интересах их применения на беспилотных летательных аппаратах, легких самолетах и вертолетах».

«…Основные требования к авиадвигателям

Основными критериями при создании перспективных двигателей являлись стоимость эксплуатации, назначенный межремонтный ресурс и топливная эффективность, которые в совокупности определяют расходы на летный час. Проведенные расчеты показали, что для двигателей такого класса стоимость летного часа должна быть не более 500 рублей за час полета (без учета стоимости ГСМ), технический ресурс должен составить не менее 8000 часов. При таких показателях стоимость жизненного цикла составит 3,2 млн. рублей в сегодняшних ценах».

«…Новые технологии создания малоразмерных ГТД

ЦИАМ проводит работы по внедрению новейших технологий для снижения массы, повышения качества отдельных узлов и деталей. Подтверждено снижение себестоимости изготовления колеса компрессора почти в 20 раз против классического колеса с вставными лопатками. За счет применения современных технологий литья цена ротора уменьшена примерно в 15-18 раз по сравнению с ротором стандартной вспомогательной силовой установки такой же размерности, которая стоит на отечественных самолетах. В качестве опытного образца изготовлен и будет испытываться на стенде стартер-генератор с возможностью раскручивания до 90 тысяч оборотов, который ставится на вал без редуктора и существенно уменьшает массу двигателя. Он обеспечивает мощность до 4 кВт и имеет массу всего лишь 700 грамм, против сегодняшних 10 кг».

(по материалам портала aviaport httр://www.аviaport.ru/nеws/2015/05/08/338921.html

Лаборатория интеллектуальной механики «Аудит Аналитик» (АА+)

За этим интригующим названием, скрывается группа энтузиастов, которые разработали, создали, и в данный момент уже испытывают первый опытный образец микро ГТД.

Сергей Журавлев Генеральный директор, вдохновитель и генератор идей Лаборатории со своим детищем в руках.

Вот что говорит про свою команду Сергей Журавлев, Генеральный директор Лаборатория интеллектуальной механики «Аудит Аналитик» (АА+):

Команда разработчиков моделей и прототипов сложных систем (экосистем), и алгоритмов управления ими, как в технической, так и в гуманитарной сферах.

Наши компетенции опираются на собственную концепцию организации научно-конструкторского сообщества, распределённого (сетевого) производства и непрерывного процесса совершенствования линейки высокотехнологичных продуктов в испытательно-монтажном комплексе. Мы не считаем нужным покупать станки и строить завод. В России уже так много избыточных производственных мощностей, и покупок новейшего оборудования, что их надо загружать работой».

Сергей полон оптимизма и здорового реализма, и у него есть для этого все основания.

Читать еще:  Что такое фарсированный двигатель

«Нам выдался редкий шанс войти в мировую элиту производителей малых турбин. Минимизация и локализация, роботизация и автономия – тренды XXI века, в которые пока ещё можно встроиться на равных с лидерами энергообеспечения малого авиастроения, беспилотной авиации, локальной энергетики. В России очень сильные физическая и математическая, материаловедческая и инженерная школы. Их потенциал позволяет в минимальном объёме турбины, достичь максимальных, значений эффективности, в первую очередь эксплуатационной, малыми силами и средствами».

Опытный образец ГТД малой тяги серии МкА

Следует отметить, что разработка газотурбинных установок малой тяги лишь одно из направлений, которым занимается Лаборатория АА+, и этот проект полностью частный, и быть может именно поэтому после всех расчетов, проработок и проб, они имеют на выходе уже готовый опытный образец.

Вот так буднично, на подоконнике, на тетрадке с расчетами и схемами уместился первый опытный ГТД малой тяги марки МкА. Родоначальник серии двигателей разной мощности, которые можно будет применять в различных отраслях.

Двигатель уже проходит испытания на стенде в лаборатории. Вот некоторые его параметры, которые уже четко определены:

Основные данные опытного образца ГТД малой тяги серии МкА (микро авиационный):

Вес – 2060 гр.

Длина – 324.00 мм

Диаметр основной – 115.00 мм

Ширина с пилонами – 128.00 мм

Рабочие характеристики:

Тяга максимальная – 200 N

Тяга рабочая – 160 N

Расход топлива (на макс. тяге) – 460.00 mlmin

Используемое топливо – керосиндизельное топливо

Максимальные скорость вращения – 120 000 обмин

«Разработанный двигатель отличается от изучавшихся нашим КБ аналогов, конструктивом, материалами, характеристиками. А также заранее продуманной интеграцией в ряд изделий».

заместитель директора по инновациям Группы компаний “Беспилотные системы”

В Группе компаний «Беспилотные системы» настолько уверены в перспективности серии двигателей разработки Лаборатории, что начали проектирование перспективного БПЛА специально под них.

Я абсолютно уверен, что через некоторое время, мы увидим, легкие, мощные и экономичные двигатели Лаборатории АА+ не только на легких самолетах, автожирах и вертолетах, но и на большой авиационной технике.

В заключении хотелось бы привести еще одно высказывание Сергея Журавлева:

«Наша команда решилась на разработку маленького газотурбинного двигателя с большими амбициями. Представляя его Вам, мы гордимся тем, что не копировали имеющиеся в мире аналоги, а применяя современные методы анализа и моделирования, новейшие технологии и материалы, создали сложнейшее энергетическое устройство как платформу научно-технических решений с большим потенциалом развития и диапазоном применения.

Россия, как мировой лидер авиационного двигателестроения не может остаться в стороне от революции в сфере применения малых газотурбинных силовых установок. Мы, как можем, способствуем становлению нового рынка, организации исследований и отладке технологий в малых и микро энергетических системах».

Компоненты топлива для калильных двигателей и их характеристики

В состав калильного топлива входят три основных компонента, которые полностью определяют работоспособность или долговечность ДВС. Метиловый спирт (метанол) выступает главной составляющей топлива, а синтетическое или касторовое масло служит для смазки движущихся частей. Нитрометан, как третья составляющая, увеличивает параметры мощности и крутящего момента, за счет меньшего потребления кислорода во время горения.

Метанол

Высокая калорийность и легкая воспламеняемость являются основными преимуществами метанола, объемная доля которого в составе смеси может находиться в пределах от 50% до 80%. Кроме того высокая теплота испарения метилового спирта поддерживает более низкие рабочие температуры ДВС, чем его бензиновые аналоги.

Масло

Касторовое масло в составе топливной смеси сохраняет свои смазочные возможности при высоких температурах, чего нельзя сказать о масле синтетическом. При высоких температурах двигателя синтетика просто сгорает.

С другой стороны, природное происхождение касторового масла вызывает отложения на деталях двигателя или карбюратора, а также довольно сильно пачкает вертолет. Синтетика не имеет таких особенностей, модели более чистые после полетов, а процесс образования отложений не является критическим.

Такие разные особенности двух масел определяют их совместное применение в составе топлива. При этом используются положительные свойства обоих масел, а их недостатки взаимно компенсируются.

Воздушное охлаждение калильного двигателя требует высокого содержания масла в топливной смести, доля которого обычно находится в пределах от 15% до 22%. Такое содержание обеспечивает хорошую смазку движущихся деталей, не вызывая их дополнительного перегрева.

Нитрометан

Главным качеством нитрометана, как третьей составляющей топлива для калильных двигателей, является кислород в его химическом составе, что увеличивает качество сгорания топлива без дополнительного притока воздуха. То есть при одном и том же составе топливо-воздушной смеси, топливо с нитрометаном обеспечивает большую мощность двигателя.

Читать еще:  Продлеваем срок службы двигателя

Содержание нитрометана в топливе может изменяться от 0 до 30%, что связано с разными режимами полетов. На начальном этапе обучения, при спокойных и плавных нагрузках на двигатель, достаточно содержания нитро от 10% до 15%. Увеличение сложности полетов или рост нагрузок на ДВС требуют большего количества нитрометана, а при экстремальных полетах доля нитро может увеличиваться до 30%.

Более высокая стоимость топлива с большой долей нитро служит сдерживающим фактором его повседневного использования. Аккуратный и грамотный учет доступной мощности, при низком содержании нитро, часто выступает не менее интересной задачей, чем высший пилотаж на дорогом и высококалорийном топливе.

Умная турбина

Главное ноу-хау немецкой компании — электронный блок управления турбиной, разработанный Херстом Ленерцем. Как же работает современная авиационная турбина?

JetCat добавила к уже стандартной турбине Шреклинга электрический стартер, датчик температуры, оптический датчик оборотов, насос-регулятор и электронные «мозги», которые заставили все это вместе работать. После подачи команды на запуск первым включается электрический стартер, который и раскручивает турбину до 5000 оборотов. Далее через шесть форсунок (тоненькие стальные трубочки диаметром 0,7 мм) в камеру сгорания начинает поступать газовая смесь (35% пропана и 65% бутана), которая поджигается обычной авиамодельной калильной свечой. После появления устойчивого фронта горения в форсунки одновременно с газом начинает подаваться керосин. По достижении 45 000−55 000 оборотов в минуту двигатель переходит только на керосин. Затем опускается на малые (холостые) обороты (33 000−35 000). На пульте загорается зеленая лампочка — это означает, что бортовая электроника передала управление турбиной на пульт радиоуправления. Все. Можно взлетать.

Последний писк микротурбинной моды — замена авиамодельной калильной свечи на специальное устройство, распыляющее керосин, который, в свою очередь, воспламеняет раскаленная спираль. Подобная схема позволяет и вовсе отказаться от газа при старте. У такого двигателя два недостатка: увеличение цены и потребления электроэнергии. Для сравнения: керосиновый старт потребляет 700−800 мАч аккумулятора, а газовый — 300−400 мАч. А на борту самолета, как правило, стоит литий-полимерный аккумулятор емкостью в 4300 мАч. Если использовать газовый старт, то перезаряжать его в течение дня полетов не потребуется. А вот в «керосиновом» случае придется.

Мощность двигателя

Здесь очень важно совместить силу мотора с размерами плавсредства. Ни в коем случае нельзя завышать мощность мотора, поскольку лодка получится слишком маневренная и тяжелая в управлении. Если мощности недостаточно, то лодка не будет иметь достаточной скорости, мотор может выйти из строя раньше времени, а расход топлива будет максимальным.

Важно знать! Мощность лодочного мотора рассчитывается по таким упрощенным данным: на 25 кг веса должно быть около 1 лошадиной силы. Для плоскодонок чуть больше – 30 кг веса.

Расход топлива

Естественно, что каждого интересует данный вопрос, при этом существует ряд показателей, которые оказывают существенное влияние на такие характеристики:

  • Фирма-производитель.
  • Какой двигатель – двухтактный или четырехтактный.
  • Карбюраторный или инжекторный.
  • Примеры расчетов. Они частично влияют на такой показатель.

Качество, цена и экономичность – это те показатели, которым соответствуют лодочные моторы японских производителей, вроде моделей Yamaha, Suzuki, Honda, Tohatsu и т.д. Mercury – это американский производитель, который практически ничем, не уступает японским. Что касается отечественных производителей, то такие моторы, как Вихрь, Ветерок, Кама, Нептун и другие, еще не отвечают таким требованиям. Они хотя и стоят дешевле, но расход топлива у них существенный, да и система диагностики заметно слабее.

Если за пример взять лодочный мотор Ветерок, то он потребляет 3,2 литра бензина, при мощности 8 л.с. и 5 литров – при мощности 12 л.с.

Поэтому ориентироваться лучше на японские фирмы:

YAMAHA

На рынке лодочных моторов находится с 60-х годов прошлого столетия.

Это всем известная японская фирма, которая выпускает не только лодочные моторы, но и множество другой продукции, которая также отвечает высоким показателям качества.

Фирма специализируется на производстве мощных моторов для катеров и яхт. Двухтактные модели расходуют от 27 до 40 литров в час, а четырехтактные – в пределах 10-130 л в час. В таблице указан расход горючего в зависимости от мощности моторов, предназначенных для применения на лодках, весом до 500 килограммов.

Мощностьтопливо (литров час)
4 лошадиные силы1,45 литра
5 л. с.1,80 л
6 л. с.2,40 л
8 л. с.3,20 л
9,9 л. с.3,60 л
15 л. с.5,40 л
20 л. с.6,40 л

SUZUKI

На протяжении такого же времени, как и YAMAHA, выпускает лодочные моторы.

Двухтактные моторы оснащены двумя баками – для бензина и для масла, причем смешивание осуществляется в автоматическом режиме. В зависимости от мощности, расход бензина находится в пределах от 7,5 до 44 л. в час. Четырехтактные моторы более экономичные и расходуют от 0,6 до 15 литров.

Мощностьтопливо (литров час)
2,5 л. с.0,95 л
4 л. с.1,50 л
6 л. с.2 л
9,9 л. с.3,80 л
15 л. с.4,90 л

Mercury

Фирма Mercury производит лодочные моторы, причем не менее экономичные, по сравнению с японскими фирмами. Их двухтактные модели потребляют от 0,8 до 50 л, а четырехтактные и того меньше – от 0,5 до 24 литров.

Мощностьтопливо (литров час)
3,5 л. с.1,40
41,50
62,0
83,20
9,93,80
155,10

HONDA

Также может похвастаться низким потреблением топлива, выпуская моторы, мощностью от 2-х до 225 л.с. При этом двухтактные модели потребляют от 0,64 до 72 литров, а четырехтактные – от 0,5 до 56 литров.

Мощностьтопливо (литров час)
2,30,95
51,80
83,20
9,93,80
154,90
206,40

TOHATSU

Разрабатывает и выпускает качественные, но четырехтактные моторы, мощностью от 3,5 до 90 л.с.

Мощностьтопливо (литров час)
3,51,40
41,50
62,0
9,83,80
155,10

Карбюраторные двигатели характеризуются несколько большим уровнем потребления горючего, чем инжекторные, но они несложные в ремонте и в эксплуатации, поскольку инжекторные требуют более точной регулировки расхода горючего. Двухтактные карбюраторные двигатели отличаются большей шумностью в работе, но они значительно дешевле, по сравнению с инжекторными. Четырехтактные инжекторные моторы издают мало шума в работе и отличаются хорошими показателями экономичности, но стоимость их достаточно высокая.

На заметку! Потребление горючего для лодок рассчитывается по несколько иной формуле: если для автомобилей считается количество литров на 100 км, то для лодок – расход литров в час.

Для расчетов можно воспользоваться примитивной формулой:

Двухтактные моторы потребляют более 30 процентов, что выражается в 320 мл на одну лошадиную силу.

Расчет производится следующим образом:

Берется мощность мотора, например, 15 л.с и рассчитывается. Для этого мощность (15 л.с.) умножается на 0,32 л и получается 4,8 л в час.

Четырехтактные потребляют порядка 250 мл.

Поэтому в результате расчетов получается: 15 умножается на 250 мл и равно 3,75 л в час.

Эти показатели приведены для идеальных условий эксплуатации и при работе на максимальной мощности. Естественно, что мало кто эксплуатирует лодку в таких условиях, поэтому реальный расход топлива всегда меньше. Но опять же, все чисто относительно, поскольку имеется ряд факторов, которые не делают условия эксплуатации мотора оптимальными. На расход топлива оказывают влияние:

  • Размеры и разновидность лодки (с килем или плоскодонка), ее масса, материал изготовления и т.д.
  • Возможность перемещения лодки в глиссерном режиме, когда по воде скользит только часть днища лодки. Такой режим движения наиболее экономичный.
  • Время, затрачиваемое на перевод лодки в глиссирующий режим. Чем меньше на это уходит времени, тем лучше экономичность.
  • Направление движения, так как эти показатели зависят от того, где движется лодка, в стоячей воде, за течением или против течения. Чем чище вода, тем меньше сопротивление движению.
  • Чистота днища лодки, что напрямую связано с сопротивлением движению, а значит и расходом топлива.
  • Насколько правильно подобран винт для мотора либо водомет.
  • Наличие груза, а также количества пассажиров на борту.

На заметку! Чем больше практики, тем быстрее можно понять, сколько бензина необходимо для лодки.

В любом случае, каждый владелец по-своему усмотрению эксплуатирует лодку, поэтому и расход горючего будет зависеть от интенсивности эксплуатации. Стоит отправиться с лодкой на рыбалку хотя бы раз и уже можно смело говорить о расходе бензина и затратах на его покупку.

Что мне снег, что мне зной

Ан, нет! Погода тоже имеет значение:

  • При попутном ветре и течении при малых затратах топлива помчитесь как на парусах.
  • Против бурного течения и ветреных потоков мотор будет более прожорлив.

Есть и другие факторы, которые уменьшают или увеличивают «запросы» подвесного лодочного двигателя:

1. Масса, материал, тип судна (плоскодонка/с килем – в последнем случае расход меньше) + вес пассажиров и груза. 2. Чистота воды и днища – в заросших прудах, да еще с «обросшим» дном будьте готовы запастись большим количеством горючего. 3. Скорость перехода в глиссер и далее в крейсерский режим – быстрее выйдете, больше топлива сэкономите.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector