Канальный вентилятор - Ducted fan

Колокол X-22
Осевой струйный вентилятор для вентиляции, сфотографированный при хранении для будущего использования

А канальный вентилятор представляет собой воздушно-движущееся устройство, посредством которого механический вентилятор, который является разновидностью пропеллер, установлен внутри цилиндрического кожуха или канал. Воздуховод снижает потери в толкать от кончиков лопастей гребного винта, а изменение поперечного сечения воздуховода позволяет конструктору выгодно влиять на скорость и давление воздушного потока в соответствии с Принцип Бернулли. Тяговая установка вентилятора используется в самолет, дирижабли, судно на воздушной подушке, и фан-пакеты.[1]

А струйный вентилятор стационарный канальный вентилятор, используемый для перемещения воздуха через здания или туннели.[2][3]

Канальные вентиляторы обычно имеют более короткие лопасти, чем обычные пропеллеры, и поэтому могут работать на более высоких скоростях вращения.[сомнительный – обсудить]

Приложения

Канальные вентиляторы на дирижабле или дирижабле

В самолетах рабочая скорость воздушного винта без кожуха ограничена, так как конечные скорости приближаются к звуковой барьер на более низких скоростях, чем аналогичный канальный вентилятор. Наиболее распространенная конструкция вентилятора, используемая в полноразмерных самолетах, - это турбовентилятор двигатель, в котором мощность для вращения вентилятора обеспечивается газовая турбина. Турбореактивные двухконтурные двигатели с высокой степенью двухконтурности используются почти во всех гражданских авиалайнеры, а военные истребители обычно используют лучшие высокоскоростные характеристики ТРДД с низкой степенью двухконтурности и меньшим диаметром вентилятора. Однако канальный вентилятор может питаться от любого источника мощности на валу, например от Поршневой двигатель, Двигатель Ванкеля, или же электрический двигатель. Тип канального вентилятора, известный как фантэйл или под названием торговой марки. Фенестрон, также используется для замены хвостовые роторы на вертолеты.

Моряк проверяет воздушный винт Десантный корабль на воздушной подушке (LCAC) Судно на воздушной подушке

Канальные вентиляторы используются в СВВП самолет, такой как Lockheed Martin F-35 Lightning II, и другие низкоскоростные конструкции, такие как судно на воздушной подушке за их более высокую удельную тягу.

В некоторых случаях ротор с кожухом может быть на 94% эффективнее открытого ротора. Улучшение характеристик в основном связано с тем, что выходящий поток меньше сокращается и, таким образом, несет больше кинетической энергии.[4]

Среди модель самолета любителей, канальный вентилятор пользуется популярностью у строителей высокопроизводительных радиоуправляемая авиамодель. Внутреннего сгорания двигатели накаливания в сочетании с агрегатами с вытяжными вентиляторами были первым доступным средством моделирования масштабного реактивного самолета. Несмотря на введение модельного масштаба турбореактивный Электродвигатели и канальные вентиляторы остаются популярными на небольших и недорогих моделях самолетов. Некоторые самолеты с электрическим приводом могут развивать скорость более 320 км / ч (200 миль в час).

Большинство видов вентиляторы, используемые в компьютерах содержат воздуховод, интегрированный в блок вентилятора; канал также используется для механического крепления вентилятора к другим компонентам.

Преимущества

В Мартин Джетпак, личный самолет с приводными вентиляторами
  • За счет снижения потерь на концах лопастей гребного винта канальный вентилятор более эффективен в создании тяги, чем обычный гребной винт аналогичного диаметра, особенно на низкой скорости и высоком уровне статической тяги (дирижабли, воздушные суда).
  • Подбирая размеры воздуховода соответствующим образом, проектировщик может отрегулировать вентилятор, чтобы он мог работать более эффективно при более высоких скоростях воздуха, чем пропеллер.
  • Для такой же статической тяги канальный вентилятор имеет меньший диаметр, чем свободный пропеллер, что позволяет использовать меньшее оборудование.
  • Канальные вентиляторы тише, чем пропеллеры: они экранируют шум лопастей и снижают скорость и интенсивность лопастей. концевые вихри оба из них способствуют образованию шума.
  • Канальные вентиляторы позволяют использовать ограниченное количество вектор тяги, что-то, для чего обычные пропеллеры не подходят. Это позволяет использовать их вместо конвертопланы в некоторых приложениях.
  • Канальные вентиляторы обеспечивают повышенную безопасность на земле.

Недостатки

  • Менее эффективен, чем гребной винт в крейсерском режиме (на более низком уровне тяги).
  • Хорошая эффективность требует очень малых зазоров между кончиками лезвий и воздуховодом.
  • Требуется высокий Об / мин и минимальная вибрация.
  • Сложная конструкция воздуховодов и увеличение веса, даже если они изготовлены из современных композитных материалов.
  • На высоком угол атаки, части воздуховода остановятся и произведут аэродинамическое сопротивление.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Обзор технологий: фан-пакет
  2. ^ «Реактивные фанаты». Поток воздуха. Получено 22 марта, 2019.
  3. ^ (Тони) Энрайт, П.А. (2014). «Влияние струйных вентиляционных систем на активацию спринклера». Примеры из практики пожарной безопасности. 1: 1–7. Дои:10.1016 / j.csfs.2013.11.002. ISSN  2214-398X.
  4. ^ Перейра, Джейсон Л. Испытания закрытых роторов в режиме висения и в аэродинамической трубе для улучшения конструкции микровоздушного аппарата p147 + p11. Университет Мэриленда, 2008. Дата обращения: 28 августа 2015 г.
  5. ^ Джон Лонгботтом - Механическое воздухоплавание, диссертация в формате PDF