А также, сколько весят 204-сильные 4-цилиндровые дизеля разных производителей? Собсно вопрос в том, что 800-сильный двигатель от АН-2 весит 576 кг. При этом он бензиновый с чудовищным КПД. Вопрос в том, не сравнимы ли современные дизеля по отдаче мощности с массы со звездообразными авиамоторами?
На звездообразном моторе нет навесного и потерь на трансмиссию. Т.е. трудно сравнить мощность "с винта" с мощностью "с колес". Четырехцилиндровый дизельный блок весит около 50 кг. Головка с потрохами - еще 25. Добавь еще навесное - получится оч. дофига.
Навесное на звездообразном моторе есть - свечи там не от фотоэлементов запитаны, карб с бензонасосом тоже присутствуют, но нет систем смазки и охлаждения (оно воздушное). Трансмиссионные потери при установке дизеля на место звезды тоже на уровне 1% (современный редуктор, переменные числа там не нужны). При этом экологические и шумовые требования к самолетам мягко скажем пониже, чем к автомоторам, то есть где с автодизеля снимается 204, с авиадизеля можно снять 250, в общем реален тогда V12 750-800 сил. При близких массах двигателя это даст возможность снизить запас топлива вдвое, то есть с 1240 сил до 620, прирост коммерческой нагрузки на 40%, либо дальность в 2 раза. Единственное, что еще мощнее на массу при сопоставимом расходе - это перспективный дизотто, с его 150 сил с литра, но он имеет дизельную степень сжатия и тоже легким не является.
Нет шансов у дизеля. Априори масса-габариты у него будут хуже бензинового, а для авиации это важнее. И потом, то же не маловажно - обороты у дизеля малы - нужен будет более тяжелый винт, который еще дополнительно убьет перфуманс. А обычная пара зубчатых шестерен в зацеплении забирает как минимум 2%, а не "1% в современном редукторе). Потери в трансмиссии авто и складываются от кол-ва шестерен, участвующих в передаче мощности и их типа. Гипоидная зубчатая передача забирает 5%.
примерная схема разницы в весе такова - 50кг на каждый литр дизельного мотора тяжелее бензинового. это не совсем точные расчеты, но для прикидок вполне достаточны. так, Пассат с 2.0ТДИ тяжелее 2.0ТФСИ на 100кг. Ку7 с 4.2ТДИ тяжелее 4.2ФСИ на 200кг. Туарег 5.0ТДИ тяжелее 6.0FSI на 120 (но у 6.0 база богаче и сама машина тяжелее).
Априори при фантазиях на тему авиапооршнеивика в голове возникает фантазия на тему турбированного литра от хаябусы с 200-250 сил с 50 кг. НО! с ростом КПД и мощности на массу масса топлива становится все важнее и важнее, ибо даже у ближнелетного ан-2 заправка 1240 литров, то есть около тонны, при весе мотора 576 кг. Современные бензиновые моторы на мерсовской технологии ЦГИ (которые мерс дал ауди в обкатку и где они были названы ФСИ, правда создано оно было судя по всему на базе мицубисевской ГДИ, ибо Даймлеркрайслер одно время состоял с мицей в близких отношениях), так вот они двигаются в сторону "Турбина+высокое сжатие", идеал - дизотто, бензодизель, но с высокими оборотами. В отношении же прибавки в массе - вот и спрашивал, однако каццо мне. что там вопрос не только в массе мотора, но и в массе трансмиссии - момент-то на первичном валу злой! ПС: 1% на редукторе взял из топега про НК-23, кстати, может там быть и планетарко. ППС: у звезды есть еще 1 маааленький недостаток - еродинамика.
Ты хочешь построить самолет? Мои знакомые строят экранопланы, движки используют баварские, рядные шестерки. Могу дать контакт для консультации.
Подождите, какой рост кпд? КПД моторов очень мало изменился за столетие. В реале не больше 1%. И пока не придумают чудо материалы цилиндров нет никаких шансов его увеличить. Для авиации гораздо важнее кпд отношение масса/мощность. И тут, с учетом еще и экономичности, конкурентов турбинам нет. Гораздо выгоднее поставить легкую, но мощную турбину, нежели гораздо более экономичный, но тяжелый дизель. Поэтому самый экономичный мотор для самолета размером с ан-2 и больше является турбовинт.
Турбовинт ниразу не экономичный мотор. Ибо КПД газовой турбины низок - даже у стационарных[ 150 МВт турбин он не выше 35%. Проблемы поршневых двигателей - в другом: Наличие КШМ накладывает ограничения на двигатель в части скорости и ускорения его элементов, по причине чего нельзя сделать 4-цилиндровый дизель с на 12 литров с оборотами как у 2-литрового, кстати, сгорание ТВС в объеме тоже требует определенного времени. в связи с этим прирост мощности при сохранении отношения мощность вес возможен только за счет увеличения числа цилиндров, то есть соотношение мощность/вес улучшаться не будет, а стоимость будет расти. В то же время, мощность ГТ пропорциональна ее поперечному сечению, то есть квадрату ее диаметра и соответсвенно квадрату ее окружности. При сохранении термобарических параметров рабочего тела увеличение мощности турбины не приводит к увеличению толщины ее оболочки, таким образом, в первом приближении, изменение массы газовой турбины пропорционально квадратному корню из изменения ее мощности. То есть если мы увеличиваем мощность дизеля в 100 раз, его вес увеличивается в 100 раз, если мы увеличиваем мощность турбины в 100 раз, ее масса увеличиваестя в 10 раз. Кстати, для не очень шумоизолированного ТВД мощностью 2500 сил характерно отношение 5 сил/кг, то есть это где-то предел формированных поршневых ДВС. Роторный ДВС должен иметь более высокое отношение по причине замены одной секцией трех цилиндров, а также он не имеет КШМ со знакопеременными нагрузками. ПС: многие ТВД оборудованы редукторами - турбины быстрее пропеллеров.