MW50: допинг-контроль!

[Wad]

Мой вариант ответа:

Принято различать следующие режимы работы двигателя:

1. Номинальный - непрерывный период работы не больше часа. Это основной расчетный режим работы. Мощность, развиваемая двигателем на этом режиме, обычно принимается за 100%. Все режимы меньше номинального называются крейсерскими (допускающие сколь угодно долгую работу мотора), выше номинального - форсированными.
2. Боевой - непрерывный период работы не больше 15-20 мин.
3. Взлетный - непрерывный период работы не более 5 мин.
4. Чрезвычайный - используется в исключительных случаях, резко сокращает срок службы мотора, период непрерывной работы не более 2-4 мин.

Каждый режим характеризуется определенными значениями наддува и оборотов. Для Bf-109 при работе ВИШ в автоматическом режиме соотношение наддува и оборотов обеспечивается системой шаг-газ и пилот для перехода на определенный режим должен установить лишь соответствующий наддув. Давление наддува регулируется поворотной заслонкой, установленной между компрессором и впускным коллектором. Заслонка соединена тягой с сектором газа; в положении 0% заслонка почти полностью закрыта, давление наддува минимально, в положении 110% - полностью открыта, давление наддува максимально.

Поскольку процент превышения форсажных режимов над номинальным для разных моторов различный, разработчики ИЛ-2 пошли на некоторое упрощение и весь диапазон допустимых значений наддува, кроме чрезвычайного, сопоставили диапазону 0% - 100% перемещения сектора газа. Те самолеты, для которых отсутствует возможность форсажа по наддуву, этим диапазоном и ограничены. Для самолетов с возможностью форсажа по наддуву используется расширенный диапазон: увеличенный до 110%.
Таким образом, при перемещении РУД от положения 0% до положения 100% мы охватываем режимы работы двигателя от холостого хода до взлетного. Передвигая РУД еще дальше, мы выходим на чрезвычайный режим: 110%. Эта цифра условная, т.к. для разных моторов возможен форсаж на различную величину, не обязательно ровно на 10%.

Теперь посмотрим, что у нас получается с G14:

- Почему скачет наддув?
- Потому что в ИЛ-2 клавишей W (форсаж) значение давления наддува по прибору просто арифметически увеличивается на 0,4.

При отключенной MW 50: максимальный наддув:1,3 ата.
При подключенной MW 50: максимальный наддув: 1,7 ата.

Соотношение 0,4 наблюдается для всего диапазона хода РУД. Особенно занятно это выглядит, когда мотор работает на холостом ходу!

Это в корне неверно: наддув регулируется положением заслонки, поэтому значение наддува при неподвижном РУД не должно изменяться при подключении либо отключении MW. Кроме того, в диапазоне 0-100% MW вообще не работает.

Возможность дать чрезвычайный наддув с отключенной MW нашла свое отражение в РЛЭ (пример взят из Handbuch для К):

«Achtung! Die Entnahme der Sondernotleistung ohne MW-Einspritzung ist verboten! Ohne MW-Einspritzung Triebwerksgefahrdung.
Die Entnahme der Sondernotleistung geschieht durch Vorschieben des Leistungshebels auf 1,75 ata Ladedruck (Drehzahl 2850 U/min).»

Что означает:

«Использование чрезвычайного режима без впрыска MW запрещено! Без впрыска MW двигатель будет поврежден.
Переход на чрезвычайный режим происходит при перемещении рычага газа вперед на наддув 1,75 ата (обороты 2850 об/мин).»

В ИЛ-2 должно быть так:

MW отключена: РУД 100% - чрезвычайный режим: 1.4 ата. Движение РУД за 100% - моментальный выход из строя мотора. РУД 110% - 1,7 ата.
MW подключена: РУД 100% - 1,4 ата. Движение РУД в диапазоне 100 - 110% - впрыск и расход MW. РУД 110% - 1,7 ата.

Вторая ошибка:
Перемещение РУД при отключенной MW в диапазоне 100-110% не влечет за собой ровным счетом никакого изменения наддува!

В результате:

При подключенной MW положение РУД 100% соответствует не 1,4 ата, как ожидалось бы, а все тем же 1,7!

Полностью потерян смысл метки на манометре в районе 1,4 ата - это начало впрыска MW.

Вследствие всего этого и возникает вопрос, волнующий экспертов Люфтваффе: а до какого же значения тогда тягу сбрасывать в перерывах и когда можно MW вообще выключать?

Наиболее вероятными представляются два варианта: либо режим работы двигателя в программе считается по положению РУД, либо по наддуву. По наддуву маловероятно, иначе неожиданные скачки давления при подключении MW приводили бы к заметному изменению в работе мотора. Он хотя как-то и подвывает при переключении, но режима работы не меняет. Если по положению РУД, то тогда логично предположить, что MW, как и было объявлено в readme, ниже 100% не работает. Однако:

Результаты тестового полета на G14, начальные условия: Крым, лето, высота 1000м, радиатор авто, шаг винта авто, бак полный.

Тяга 95%, метанол выключен, наддув по прибору: 1,26, скорость 450, температура по прибору: 90, полет продолжается без перегрева до полной выработки горючего.

Тяга 95%, метанол включен, наддув по прибору: 1,66, скорость 450, температура по прибору: 90, на 15 мин. полета появляется надпись: «перегрев двигателя». Скорость падает до 410, полет продолжается с поврежденным двигателем до полной выработки горючего.

Кстати говоря, наддув 1,3 – это для DB 605А или AM режим работы «Боевой», т.е ограниченный по времени хоть как-то. А он на нем летает, как на крейсерском – сколь угодно долго…

С уважением ко всему вирпильскому сообществу,

W.

[Backfire]

Мой вариант ответа:

Давление наддува регулируется поворотной заслонкой, установленной между компрессором и впускным коллектором. Заслонка соединена тягой с сектором газа; в положении 0% заслонка почти полностью закрыта, давление наддува минимально, в положении 110% - полностью открыта, давление наддува максимально.

W.

И с каких это пор ДРОССЕЛЬНАЯ заслонка регулирует давление наддува?
По ходу дела автор создаёт новую теорию ДВС (двигателей внутреннего сгорания).

Дроссельная заслонка регулирует объём поступающего в двигатель воздуха, а не его давление (за это отвечает waste-gate клапан, который предотвращает разрушение впускного коллектора от избытка давления).

Давление же наддува напрямую зависит от оборотов двигателя, и количества поступающего в двигатель топлива. Чем выше обороты двигателя -> тем выше расход топлива -> тем больше выхлопных газов, чем больше объём выхлопных газов проходит через турбокомпрессор, тем большее давление он создаст на впуске.

Водометанольная смесь.
Суть работы. Метанол - топливо со значительно более высокой, нежели бензин детонационной стойкостью. При давлении наддува более 1,5 атм возникают проблеммы с детонацией бензина. Есть несколько путей решения данной проблеммы - самый простой - повысить детонационную стойкость топлива. Увеличили обороты, давление наддува, победили детонацию, но получили другую проблемму - огромную температуру сгорания топливной смеси. Чтобы ликвидировать, или уменьшить данную проблемму используется впрыск воды во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры /даже перегретый - пар всё равно значительно снижает температуру в цилиндре/.

[Wad]

И с каких это пор ДРОССЕЛЬНАЯ заслонка регулирует давление наддува?
По ходу дела автор создаёт новую теорию ДВС (двигателей внутреннего сгорания).

Давление же наддува напрямую зависит от оборотов двигателя, и количества поступающего в двигатель топлива.

А обороты двигателя напрямую зависят от положения дроссельной заслонки, так что ничего нового в теорию ДВС я не привнес.

По ходу дела готов сообщить, что в Мессершмите waste-gate клапана (что по-русски означает "перепускной") нет вообще! Как, впрочем, и турбокомпрессора. Там используется компрессор с механическим приводом, причем он приводится через гидромуфту, такую же, как в автоматических коробках передач. Поэтому он всегда крутится с нужной скоростью и создает на выходе всегда нужное давление безо всяких клапанов.

[Backfire]

Там используется компрессор с механическим приводом, причем он приводится через гидромуфту, такую же, как в автоматических коробках передач. Поэтому он всегда крутится с нужной скоростью и создает на выходе всегда нужное давление безо всяких клапанов.

Про компрессор прекрасно осведомлён.

Если ВЫ обратите внимание, то во время войны использовались компрессоры центробежного типа (сейчас этим занимается Vortech), по сути - турбонаддув с механическим приводом. Поэтому, они имеют нелинейную характеристику наддува.

Постоянный, не зависящий от оборотов поток воздуха дают только шнековые (винтовые) компрессоры типа Lysholm, которые на авиадвигатели не устанавливались из-за большого веса, и требуют прецизионной точности изготовления.

Привод через гидромуфту не даёт постоянного количества оборотов на выходе. Внимательно изучаем гидроавтоматические трансмиссии.

Статейка по DB 605 и его модификациям.
http://en.wikipedia.org/wiki/DB_605

Другая статья: http://www.aviation-history.com/engines/db605.htm

На снимках и рисунках четко видно именно центробежный нагнетатель.

[Wad]

Про компрессор прекрасно осведомлён.

Если ВЫ обратите внимание, то во время войны использовались компрессоры центробежного типа (сейчас этим занимается Vortech), по сути - турбонаддув с механическим приводом. Поэтому, они имеют нелинейную характеристику наддува.

Постоянный, не зависящий от оборотов поток воздуха дают только шнековые (винтовые) компрессоры типа Lysholm, которые на авиадвигатели не устанавливались из-за большого веса, и требуют прецизионной точности изготовления.

Привод через гидромуфту не даёт постоянного количества оборотов на выходе. Внимательно изучаем гидроавтоматические трансмиссии.

Статейка по DB 605 и его модификациям.
http://en.wikipedia.org/wiki/DB_605

Другая статья: http://www.aviation-history.com/engines/db605.htm

На снимках и рисунках четко видно именно центробежный нагнетатель.

На DB 605 гидромуфта крутилась не с постоянными оборотами, а с такими, которые были нужны для поддержания расчетного давления на выходе компрессора. Эти обороты регулировались объемом масла в гидромуфте, который изменял в зависимости от режимов полета специальный автомат.

Кроме того, в систему наддува входил регулятор наддува, который не как клапан работал, а просто ограничивал поворот _дроссельной_ заслонки (внизу странички и про это пару слов сказано).

[Kyzmich]

2Wad

Ты или излагай свои собственные знания в данном вопросе или не приписывай свои(зачастую однобокие и не правильные) выводы к чужим иследованиям.
На счет гидромуфты: в АКПП автомобилей применяются гидроконверторы-принципиально другое устройство чем гидромуфта.
На Ла5 к примеру стояла фрикционная муфта,которая обеспечивала ступенчатое переключение с одного режима на другой .У немцев гидромуфта -несколько сложней,у них стоял автоматический нагнетатель плавно меняющий режим по высотности при чем не только за счет оборотов.В том и другом случае это простая механическая развязка между приводом и компрессором.
Что касается впрыска воды:пойми,что появление в цилиндре другого рабочего тела (водяного пара) в составе горящих бензиновых паров существенно увеличивает давление в цилиндрах.
И чего ты мне трешь про t70-200С перед впуском третий раз.
Температура в цилиндре 700-1500С разницу чуствуешь и насколько перегретый водяной пар эффективней по обьему чем при t 150-200С?
Если в цилиндры каким то боком попал пар с t+150C-280С(насышенный пар) то двигатель скорее всего просто словил гидроудар.

[Wad]

2Wad

Ты или излагай свои собственные знания в данном вопросе или не приписывай свои(зачастую однобокие и не правильные) выводы к чужим иследованиям.

Кузьмич, а твои собственные выводы основаны на личных исследованиях или это гипотетические предположения?

Расскажи тогда, почему мощность мотора с B4 + MW равна мощности с C3 как на номинальном режиме, так и на 1.7 ата? Как там насчет скачка индикаторного давления?

Перетру, пожалуй, свои выводы еще раз.

Немцы форсировали мотор по степени сжатия. Бензин B4 с октановым числом 89 при такой степени сжатия детонирует, поэтому в РЛЭ был установлен запрет на использование режима 1,7 ата при использовании чистого B4. При использовании C3 с октановым числом 95 никаких ограничений не было. Возможность работы на режиме 1,7 с бензином B4 была обеспечена системой впрыска водо-метаноловой смеси во впускной канал нагнетателя с целью охлаждения горючей смеси.

В "учебнике для курсантов" сказано, что антидетонационная способность водно-метаноловой смеси связана с интенсивным охлаждением горючей смеси, возникающей в следствии испарения впрыскиваемой жидкости.
С аналогичной точкой зрения можно ознакомится в отчете NACA "Effect of several methods of increasing knock-limited power on cylinder temperatures" http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=49...vestDate%257c1 в котором утверждается, что использование впрыска воды с целью охлаждения цилиндров увеличивает границу детонации на 27 процентов и является наилучшим способом для повышения мощности мотора.
Ну а по-быстрому можно здесь глянуть: http://de.wikipedia.org/wiki/MW-50 , где сказано: "Die MW-50 war ein Aggregat zur Innenkühlung und Leistungssteigerung von Flugzeugmotoren." Что значит: MW-50 это устройство для _внутреннего охлаждения_ и форсирования авиационных моторов". Это не мой вывод, Кузьмич, я просто цитирую.

Теперь скажи мне:
1. Какие из моих выводов являются "однобокими и неправильными"?
2. Из каких источников ты черпаешь утверждение, что "Горючая смесь, смесью метилового спирта и воды ни в коем случае не может охлаждатся!" а так же "Вообще Мв 50 решали проблему не детонации а повышения индикаторного давления в цилиндрах,так как степень сжатия на данных ДВС конструктивно повышать дальше было невозможно"?
3. "Детонация же гасилась при росте давления в цилиндрах в основном за счет изменении состава топливной смеси и препятствию за счет воды и спирта образованию перекисей углеводородов." - Кузьмич, ты воду с тетраэтилсвинцом случаем не перепутал? Может, приведешь пару примеров химических реакций?*?*?

Ну, и насчет гидромуфты - уж не цепляйся к словам. Гидротрансформатор не так сильно от нее и отличается. Третее колесо это принципиально?

[Jedi I]

Это.. так всетаки вопрос.. я не понял.. на какой высоте эту МВ 50 выключать нужно

[Wad]

Это.. так всетаки вопрос.. я не понял.. на какой высоте эту МВ 50 выключать нужно

О! Вернулись к исходной теме!
Эксперименты надо ставить. Я сейчас на работе занят сильно, нет времени. Может, кто проведет испытания?

[Backfire]

На DB 605 гидромуфта крутилась не с постоянными оборотами, а с такими, которые были нужны для поддержания расчетного давления на выходе компрессора. Эти обороты регулировались объемом масла в гидромуфте, который изменял в зависимости от режимов полета специальный автомат.

Короче, если бы на DB 605 стоял нагнетатель с линейной характеристикой, или трансмиссией, регулирующей обороты, мы бы ПОСТОЯННО имели давление, к примеру 1,7 атм на впуске вне зависимости от оборотов двигателя. В данном варианте (спасибо за ссылку на схему) гидромуфта может регулировать обороты в ОЧЕНЬ узком диапазоне.Если не ошибаюсь, разница может составлять около 500 об. мин.

Кроме того, в систему наддува входил регулятор наддува, который не как клапан работал, а просто ограничивал поворот _дроссельной_ заслонки (внизу странички и про это пару слов сказано).

Не знал. Решение поэффективнее перепускного клапана.

[Wad]

Короче, если бы на DB 605 стоял нагнетатель с линейной характеристикой, или трансмиссией, регулирующей обороты, мы бы ПОСТОЯННО имели давление, к примеру 1,7 атм на впуске вне зависимости от оборотов двигателя. В данном варианте (спасибо за ссылку на схему) гидромуфта может регулировать обороты в ОЧЕНЬ узком диапазоне.Если не ошибаюсь, разница может составлять около 500 об. мин.

Да, за это ее и критиковали. Но. тем ни менее, она позволяла обходиться без переключения передач.

[Kyzmich]

2Wad
///Расскажи тогда, почему мощность мотора с B4 + MW равна мощности с C3 как на номинальном режиме, так и на 1.7 ата? Как там насчет скачка индикаторного давления?///

Ну в приведенной тобой таблице,я в упор не вижу использования вообще топлива В4 с MW50 , только в смеси с закисью азота и в смеси с топливом С3+MW50 в качестве топливной добавки?

Разберись в определениях,что такое индикаторная степень сжатия и геометрическая(определяемая конструкцией) у ДВС .И кстаи,где в этой табличке указывается индикаторное давление в цилиндрах во время впрыска а? И чтоже там так ресурс падает у мотора ?
Наверное за счет снижения детонации у него и охлаждения топлива

////В "учебнике для курсантов" сказано, что антидетонационная способность водно-метаноловой смеси связана с интенсивным охлаждением горючей смеси, возникающей в следствии испарения впрыскиваемой жидкости.////

А испаренная жидкость странным образом из цилиндра куда-то изчезает или всеже является рабочим телом в цилиндре ДВС? А обьем этих водяных паров представить можешь и главное- их давление на поршни по сравнению с просто горячим газом??
Пойми не смесь охлаждают а уводят тепло из цилиндров водяным паром (он то не сгорает)вместе с отработанными газами.У водяного пара как всем известно теплоемкость на порядок ваше чем у газа(СО).

///"Детонация же гасилась при росте давления в цилиндрах в основном за счет изменении состава топливной смеси и препятствию за счет воды и спирта образованию перекисей углеводородов." - Кузьмич, ты воду с тетраэтилсвинцом случаем не перепутал? Может, приведешь пару примеров химических реакций?*?*?///

Да все просто, нет условий (избытка окислителя) для образования этих перикисей.
Кстати ТЭС добавить в бензин немцам проще было,чем городить на самолет MW50 .

Добавлю -нет и перегрева цилиндров,нет калильного зажигания -соответственно нет и ранней вспышки топлива и склонности к детонации.


////Ну, и насчет гидромуфты - ты уж не цепляйся к словам. Гидротрансформатор не так уж сильно от нее и отличается. Третее колесо это принципиально?///

Уверяю тебя (как из немногих специалистов в г.С.Петербурге в данной проблеме) оличаются принципиально именно наличием этого третьего колеса(реактора) и обгонной муфты и еще рядом деталей.

Ну и потом меня смущает температура в впускном коллекторе за компрессором 70-200С.Если мне память не ошибло при сжатии топливно воздушной смеси в цилиндре ДВС она разогревается всего до 300С перед тем как вспыхнуть от свечи.
Каким способом сжатие до 1.7ат ее разогревает до 200С?
Я вобще не понимаю :Воздух охлаждать(интеркулеры-холодильники на впуске) имеет смысл,чтоб поднять его плотность и больше засунуть в цилиндр, а топливо нахрена? Ну разве только,что бы больше влезло в бак( на формуле 1 так читерили,пока не запретили)

[Kyzmich]

ЗЫ

"Вообще Мв 50 решали проблему не детонации а повышения индикаторного давления в цилиндрах,так как степень сжатия на данных ДВС конструктивно повышать дальше было невозможно"?

Если ее(степень сжатия) конструктивно повышать дальше,то надо переходить на солярку или керосин или идти получать Нобелевскую премию

[Wad]

2Wad
Ну в приведенной тобой таблице,я в упор не вижу использования вообще топлива В4 с MW50 , только в смеси с закисью азота и в смеси с топливом С3+MW50 в качестве топливной добавки?

Моторы с AM и ASM: в графе Fuel type сверху написано: C3, а чуть ниже: B4+MW 50.

Разберись в определениях,что такое индикаторная степень сжатия и геометрическая(определяемая конструкцией) у ДВС .И кстаи,где в этой табличке указывается индикаторное давление в цилиндрах во время впрыска а? И чтоже там так ресурс падает у мотора ?
Наверное за счет снижения детонации у него и охлаждения топлива

////В "учебнике для курсантов" сказано, что антидетонационная способность водно-метаноловой смеси связана с интенсивным охлаждением горючей смеси, возникающей в следствии испарения впрыскиваемой жидкости.////

А испаренная жидкость странным образом из цилиндра куда-то изчезает или всеже является рабочим телом в цилиндре ДВС? А обьем этих водяных паров представить можешь и главное- их давление на поршни по сравнению с просто горячим газом??
Пойми не смесь охлаждают а уводят тепло из цилиндров водяным паром (он то не сгорает)вместе с отработанными газами.У водяного пара как всем известно теплоемкость на порядок ваше чем у газа(СО).

А индикаторное давление я тебе сейчас покажу, смотри:

Рис. 1:
Unquenched (неохлажденный) M3: давление газов низкооктанового бензина M3, впрыск воды выключен.
Quenched (охлажденный) M3: давление газов того же самого бензина, впрыск воды включен.

Рис. 2:
Unquenched (неохлажденный) S3: давление газов высокооктанового бензина S3, впрыск воды выключен.
Quenched (охлажденный) M3: давление газов низкооктанового M3, впрыск воды включен.

Обрати внимание на то, что давление, развиваемое низкооктановым бензином с водяным паром практически в точности соответствует давлению высокооктанового бензина без воды.

"А где же пар?" - спросит любознательный читатель.
Пар - это маленький треугольничек в момент наивысшего броска давления.

А теперь: почему мощность мотора с C3 при прочих равных условиях равна мощности мотора с B4 + MW.
- Потому что теплотворная способность всех бензинов одинаковая, независимо от их состава.
Соответственно, и индикаторное давление при прочих равных условиях тоже практически одинаковое. Как видишь, перегретым паром можно пренебречь.

[Backfire]

Да, за это ее и критиковали. Но. тем ни менее, она позволяла обходиться без переключения передач.

Не, посмотрел я схемы еще раз, и тут четко видно, что тут не гидромуфта, а нормальный конвертер, за которым стоит 2х ступенчатый автомат. Нагнетатель то на мессерах 2х скоростной.


И общее замечание. Если Вы обратите внимание, то детонационная стойкость метанола значительно выше, чем у бензина, посему добавление его в бензовоздушную смесь, вкупе с охлаждением смеси водой и давало возможность повысить давление наддува.

[MUTbKA]

Не, посмотрел я схемы еще раз, и тут четко видно, что тут не гидромуфта, а нормальный конвертер, за которым стоит 2х ступенчатый автомат. Нагнетатель то на мессерах 2х скоростной.

Тем не менее, ТТХ мессера от высоты зависят монотонно, без всяких характерных для ступенчатых нагнетаталей "изломов". Причем это верно не только для графиков из Ил-2 Compare, но и для данных реальных тестов...