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by yf2mllsg

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ダクトファン

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可変入口案内翼です。(VIGV)

まだコニカルリング(羽を同時に回転させるリング)はついてません。

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とりあえずふぁんです。径56mmです。
形状変更できるようにアルミ製に変更しました。


VIGVの最も光る役割は

軸流圧縮機のガスタービンでサージングを防止するためなようです。

前列段コンプレッサーが過大な空気流で剥離しないように、流量を落とします。
 F4ファントムやF104兄貴のJ79が顕著な例です(可変ステーターとVIGV)

レシプロエンジンの過給器でも用いられています。

miklin AM-38では、VIGVを用いて、低空での過大な空気流を減らします。

普通はクラッチで動力伝達を遮断したり変速するのですが、ちょっとかわってますね。


んで、
EDFにVIGVをくっつけようとする理由は

サージの防止ではなくて(エンストしないですし・・・)


低速、低回転での効率を上げるためです。

推力は、押し出した空気の重さと流速の積にひれいするので・・・

小径ダクトで、推力出すには、短絡的に流速を増やすとします。

そうすると、高ピッチかつ高回転になり・・・

高ピッチ効率が悪くなる(Tu95のプロペラが二重反転な理由)

それを、機速が遅い時に高回転させると、

失速して滑る・・・推進効率悪化。

なので、VIGVで予旋回流を与えて、見かけ上のピッチを減らし、効率を改善!

・・・したい・・という狙いです・・・

ファンが失速せず効率上昇と見かけ迎え角の減少による流量の減少

のグラフの当たった部分になるのが理想的かも。

あと、ファンはできるだけゆっくり回転させたい(ちっちゃいファン自体は高回転のがいいんですけど)のでKvかなり低めで、モーターの効率をアウトランナーブラシレスでも高くするために

二段ファンとか・・

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最初はできるだけ単純にするのが鉄則。 複雑化は不備が出てから。。
 と言いながら、既に複雑でした・・ 地上ベンチ効果確認用です・・


ダクトファンは、ジェット機の形状を維持するために払うマイナスが大きすぎるように感じます。。
形重視でミーハーちっくも戦闘機と逆行しているように思えますし、なによりプロペラ機よりヘタレは受け入れがたいかもです。 ダクトの正面積でほとんど決まってしまうので仕方ないけど、差を埋めたいです。

私のアクロ機のひとつは

3.75g/w (1ワットでどれだけ推力が出たか)くらいです。

ちょっと良いめ市販ダクトファンユニットで

1.814g/w 

(。-_-。)・・・ 効率悪すぎます・・倍以上の電流か半分以下の推力・・・
実機の飛びを見るとジェットとレシプロは別物なのに・・・



VIGVの効果は簡易検証で、ハーフスロットルではそこそこ効果があったです。
モーターとの適合とかチップの漏洩の工夫でもうちょっと正確に・・
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by yf2mllsg | 2013-06-07 23:14 | ラジコン飛行機
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レポートを提出することになっていたため書いたものをコピペします。
 間違っていることも多いかもですが、そのときは笑ってください。




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 この場所で思いもしない素晴らしいモノに出会いました。それはダイムラー・ベンツDB601エンジンのピストンです。なぜ先のように感じたかというと、ダイムラー・ベンツ(以後DB)製であるという点です。
 当エンジンは、第二次世界大戦中ドイツで最も多く使用された航空レシプロエンジンの一つです。当時、同盟国である日本は、ライセンス生産を持ちかけ、これを実現しています。このラ国品は二つに大別でき、陸軍のハー40形と海軍の熱田です。今まで、海軍の熱田は3箇所の展示品を見ることができています。国産化されたモノを見る機会は有りながら、ドイツ製は一度も見たことが無かったため、日本では特に貴重だと思います。
 熱田は、見たことがあるものの、近くでピストンを撮影できたのはこれが初めてでした。手持ち資料と照らした内容も含め気になる部分について感じたことを、浅学ながらまとめてみようと思います。
 比較対象は、同時代の大排気量航空レシプロエンジンと約束します。
 ピストンヘッドが盛り上がっています。これは圧縮比を稼ぐための処置と仮定します。盛り上がったピストンヘッドは、ピストン上昇時のタンブル流を阻害するため、一般的にない方が良いとされているようです。そうなれば、初期設計時に、燃焼室容積を減らせば良いという事になるため、後に設計変更に伴ってつじつま合わせをしたのではないかと思います。その理由は、DB601と前モデルDB600では圧縮比が異なるためです。前者の方が約0.1高くなっています。高くすることが可能になったのは、直接燃料噴射装置が搭載されて、燃料の気化潜熱でシリンダー内の温度を下げることができ、異常燃焼に対する余裕が生まれたためだと思います。
 熱田と撮影した画像を見比べたとき、大きな違いに気がつきました。それはオイルラインが異なるということです。DBでは、ピストンスカートに外側に大きなくぼみを機械加工し、内部かとオイルラインで繋がっていました。熱田では、このオイルライン計4箇所がありません。しかし、オイルラインを通すための内側も加工のためのシロがそのまま残っています。何らかの要因で省略できたならば、この加工のためのシロも省略しても良いはずです。では、この“面倒なオイルライン”は何のためにあるのでしょうか。これに関連するような違いがもう一つあります。それはピストン内部のドラフト角度がDBでは大きく取られているということです。ピストンの製造は、鍛造と鋳造があります。鋳造ではダイカストでない限り、抜け勾配は考慮されていません。鍛造では、ヌケ勾配(ドラフト角度)が考慮されています。つまり、DBは鍛造ピストンで、熱田やハー40は鋳造ピストンだったのかもしれません。資料がない為、定かではありませんが、ラ国品でもここまで大きな差を受け入れるかは意見の分かれる部分だと思います。しかし、現にラ国化にあたり、鍛造型の問題で型鍛造クランクシャフトを採用できていませんでした。鍛造ピトンと鋳造ピストンでは、熱膨張が異なります。後者は、強度は高いながら熱膨張は大きく、冷却や公差の取り方も別の考えがいるそうです。
 私の推測をまとめると以下になります。
国産化に当たり、鍛造ピストンを諦め鋳造に変更。
それに伴って、ヌケ勾配を考慮しなくてよくなったため、大きく肉抜きを行い軽量化。
熱膨張も少ないため、オイルラインの一部省略とくぼみによる逃げ機械加工の廃止。
加工シロはリブとして強度確保に必要だったため、そのまま残された。
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※ DB600のピストンの画像は見つかりませんでした。

すみません、拾い物のラ国品の画像です。
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 というレポートを書いては見たものの、 DB601の画像をあらためて、ネット、資料を見ていたら、窪みがない・・・・・・

そこで、視野を広げてDB、BMW、napir,RR,jumoとあたってみると

DB605再生時のマーレー製ピストンの写真と酷似しているではありませんか!!!

資料は手持ちのBf109のフライアブルレストアの本です。

DB601(熱田、ハー40)とDB605ではボア経が違うので一目瞭然です。



“40年代にDB605のピストンを制作していたマーレー社が(中略)古い金属製の鋳型を見つけ出してきたのである。”

グスタフに翼を  より引用。
鋳型と来れば鋳造です。当時鍛造ピストンは多くないだろうと考えていたためやはり鋳造かもしれません。
金属製の鋳型は型鍛造型とも言えそうですが、砂型鋳造時の雄型のかもです。

DB605になり、ピストンの強度も上げられているようですね。
鍛造肉厚と鋳造肉薄ででは強度に差がありすぎて不思議に感じてはいたのですが、納得です。



是非、ショーケース内のピストンの寸法を測ってみたところです。゚(゚´Д`゚)゚。
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by yf2mllsg | 2013-06-03 21:47 | 技術的考察