Hélices / hélices usam palhetas de estator? Por que isso não é um recurso comum?

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Entendo que os motores de turbina de fluxo axial geralmente incluem palhetas do estator por trás de cada (?) estágio de compressor e turbina. Isso faz bastante sentido intuitivamente, porque sem eles as lâminas rotativas seriam agite o ar através do motor, o que não apenas impedia que os estágios transportassem / comprimissem / expandissem adequadamente o ar na direção axial, mas também colocassem energia cinética rotacional inútil nesse ar. Presumivelmente, este último também é o motivo pelo qual os turbofans tem palhetas guia atrás do ventilador, Também.

Tudo isso se aplica igualmente a ventiladores / hélices não acoplados. No entanto, nunca vi pás de estator atrás de uma hélice aberta. tem contra-rotação hélices coaxiais é claro, cuja ideia parece ser semelhante: livrar-se do inútil movimento do solenóide. Porém, contra-girar ativamente os dois adereços acrescenta muita complexidade e parece um tanto desnecessário se o objetivo é principalmente remova grande parte do movimento giratório. Cancelando todos torque não é necessário para um avião.

Especialmente, eu pensaria que os estatores também poderiam ser modelados para ajudar a recuperar um pouco de energia dos vórtices da ponta, como um duto, sem interferir no fluxo que parece a razão pela qual os dutos tornam os adereços ineficientes em baixa velocidade.

por leftaroundabout 29.01.2019 / 01:12

2 respostas

Quando um estágio do rotor do compressor acelera o fluxo, o estator:

  1. Retarda a velocidade, transformando energia cinética em pressão (veja a imagem aqui do livro O mecanismo a jato)
  2. Apresenta o fluxo no ângulo correto para o próximo estágio do rotor.

Um estágio de palhetas guia de bicos (o que um estágio de estator de turbina gosta de ser chamado) vem antes o estágio da turbina, e faz o mesmo, mas ao contrário (transforma a pressão em velocidade) e ajusta a direção do fluxo para o próximo estágio da turbina.

A função de redemoinho do estágio do estator atrás de um ventilador em um turbofan (as palhetas-guia de saída - OGVs) é benéfica devido à quantidade de ar em que o ventilador atuou.

O número (e tamanho) de lâminas contam toda a história. Costuma-se dizer que as hélices movem o ar um pouco e os motores a jato muito. Para colocar isso em perspectiva, a taxa de pressão típica aumenta atrás de um ventilador. 1.4-1.6, enquanto atrás de uma hélice é menor que 1.02.$ ^ 1 $

É aqui que os OGVs de um turbofan se tornam benéficos. Adicionando um estágio estático de pás atrás de uma hélice (com ou sem um estojo) que não acelera tanto o ar para recuperar a pressão significativa (em comparação com o ventilador de um turbofan, sem muita energia cinética para começar) na direção axial ajude. Pelo contrário, adicionará arrasto (ar atingindo um objeto estático) e peso.

Actively contra-rotating both props adds a lot of complexity, and seems somewhat unnecessary if the goal is mostly to remove large part of the swirling motion. Cancelling all torque is not necessary for a plane.

Uma hélice é como uma asa, precisa atuar no ar (atingido) para criar uma força normal. Se substituirmos o segundo conjunto de pás de hélice móveis por estáticas, perdemos muito impulso.


$ ^ 1 $: https://history.nasa.gov/SP-468/ch10-3.htm

29.01.2019 / 04:46

Resposta rápida é que ele se resume a empurrar vs arrastar. As hélices criam impulso como aerofólios e motores de massa, os ventiladores são motores de massa menos eficientes que podem mover muito mais massa se houver energia suficiente. É por isso que os fãs estão associados aos motores a jato. Força bruta.

Um estator não beneficiará a hélice mais eficiente, mas eu não gostaria de desencorajar a pesquisa.

O link "motivo pelo qual os dutos fazem adereços" é destacado acima, mostra que cada método de propulsão mais eficiente cai no caminho à medida que a velocidade aumenta devido ao arrasto, enquanto o turbojato continua melhorando.

29.01.2019 / 04:36