爱吱声

标题: NASA测试吸入边界层的引擎提高最多8%效率 [打印本页]

作者: 密银 时间: 2016-12-11 05:33
标题: NASA测试吸入边界层的引擎提高最多8%效率
召唤@晨枫这是什么黑科技？NASA has successfully tested a radical new type of jet engine it says could revolutionise air travel.

作者: 晨枫 时间: 2016-12-11 05:44
这是附面层抽吸，boundary layer ingestion或者bounday layer reenergization，NASA正在研究，离成功还有距离呢。Daily Mail言过其辞了。

附面层（也叫边界层）是由于空气粘性而在飞机表面积聚的低速气流层。直观地看，可以把这想象成机体周围加大一圈“虚拟机体”，因此增加各种阻力。把附面层抽吸掉，就可以减阻。但这个东西难度很大。

要抽吸附面层的话，涵道下半与上半的进气速度差别很大，下半几乎是呆滞气流，而上班是高速气流，这对叶片的气动和结构设计要求很高，因为叶片每转动一个周期都要经受从失速到超速的过程。这东西离实用还有很大距离。

作者: 关中农民 时间: 2016-12-11 08:53

晨枫发表于 2016-12-11 05:44
这是附面层抽吸，boundary layer ingestion或者bounday layer reenergization，NASA正在研究，离成功还有距 ...

晨大就是百宝箱啊

作者: 山远空寒 时间: 2016-12-11 09:43

晨枫发表于 2016-12-11 05:44
这是附面层抽吸，boundary layer ingestion或者bounday layer reenergization，NASA正在研究，离成功还有距 ...

全能全知的晨大当司机，乘客一定是了不起的大人物。

作者: zdp321 时间: 2016-12-11 11:17

晨枫发表于 2016-12-11 05:44
这是附面层抽吸，boundary layer ingestion或者bounday layer reenergization，NASA正在研究，离成功还有距 ...

流体力学的滞留层？

作者: 晨枫 时间: 2016-12-11 12:03

zdp321 发表于 2016-12-10 21:17
流体力学的滞留层？

正是。我们读书的时候叫边界层，后来也看到附面层的说法，现在叫滞留层了？

作者: 密银 时间: 2016-12-11 12:53

晨枫发表于 2016-12-11 05:44
这是附面层抽吸，boundary layer ingestion或者bounday layer reenergization，NASA正在研究，离成功还有距 ...

那可以从发动机引气抽边界层减阻嘛？

作者: 晨枫 时间: 2016-12-11 13:13

密银发表于 2016-12-10 22:53
那可以从发动机引气抽边界层减阻嘛？

不明白你的意思，这是怎么做的？

作者: njyd 时间: 2016-12-11 21:03

见上图，如果是个固定管道，流体效应会造成绿箭头处负压，可能就是想用这个方法抽吸？
但飞机是往前飞的，冲压效果应该使此处增压。
要么外涵道能减压？如果风扇前有外涵道，可能会有负压？
说到这里，飞机飞行时外表的高速气流应该到处都是负压，选个合适的地方开个口子来引流？

作者: xlan1976 时间: 2016-12-11 21:33
吹除附面层的方法有很多，NASA的这个方法到底有啥不一样的地方？原文链接就一句话。看不出来。
如果如晨大所说，这种方法会造成涵道内上下部分气流速度差别很大，那我不觉得这是一个好方法

作者: 晨枫 时间: 2016-12-11 22:18

njyd 发表于 2016-12-11 07:03
见上图，如果是个固定管道，流体效应会造成绿箭头处负压，可能就是想用这个方法抽吸？
但飞机是往前飞的， ...

你这是想说文丘里效应吧？外涵道这样前后封起来肯定不行。呃，还是我看错了，你这图里那个是机外空气的附面层，哪个是发动机引流？

作者: 晨枫 时间: 2016-12-11 22:32

xlan1976 发表于 2016-12-11 07:33
吹除附面层的方法有很多，NASA的这个方法到底有啥不一样的地方？原文链接就一句话。看不出来。
如果如晨大 ...

这里有一篇文章，可以看看
http://www.bauhaus-luftfahrt.net ... e_Drahtgitter_e.jpg

这是BLI的概念图

但他们用环形涵道，叶片的profile里有巨大的速度分布，但至少不会每转一圈还有一个应力周期了，不过这样对安装和机体的限制很大，只能用于圆桶形机体，不能用于扁平或者blended wing body

MIT D8这样对扁宽机体特别适合，而且上表面抽吸不光减阻，还增升

问题是这样的流场高度畸变

进气压力分布差异巨大的问题就来了

发动机进气也要另外处理，比如像这样的reverse flow，否则进气道速度分布太不均匀，发动机也没法工作了

但这事做好了，对以后BWB也是功德

对军用飞翼也是很大的功德，现在B-2这样只能用附面层分离，浪费能量

作者: 密银 时间: 2016-12-12 04:48
我想说的意思最接近BLI的想法，对附层面不是简单的分离，而是像加上个额外的涵道来抽取，不过这样机械上要复杂好多，工程上不知道合不合算。

作者: 晨枫 时间: 2016-12-12 06:10

密银发表于 2016-12-11 14:48
我想说的意思最接近BLI的想法，对附层面不是简单的分离，而是像加上个额外的涵道来抽取，不过这样机械上要 ...

附面层是在整个表面的，不能靠开孔抽吸，那一会儿就堵住了，NASA研究过这样的机翼，没有实用价值。

作者: zdp321 时间: 2016-12-12 07:42

晨枫发表于 2016-12-11 12:03
正是。我们读书的时候叫边界层，后来也看到附面层的说法，现在叫滞留层了？ ...

不同的书叫法不同，化工原理第一章的概念！牛顿粘性定律！

作者: xlan1976 时间: 2016-12-15 00:37

晨枫发表于 2016-12-11 22:32
这里有一篇文章，可以看看
http://www.bauhaus-luftfahrt.net/press-media/ila-2012/pressemappe-propuls ...

哦，原来是要加速整个机身上的附面层啊，我一开始以为是要消除发动机涵道内的附面层呢。
这种方式挺新颖，对于飞翼型飞行器这种机体表面积大的飞机肯定更有用。不过对发动机的进气影响肯定比较大。
这种方式可能使用离心式压气机更好一些，但离心式压气机整体压缩比受限制，单台发动机的推力会受影响，不过对于飞翼式飞行器来说，多装几台发动机应该问题不大。

作者: 晨枫 时间: 2016-12-15 00:39

xlan1976 发表于 2016-12-14 10:37
哦，原来是要加速整个机身上的附面层啊，我一开始以为是要消除发动机涵道内的附面层呢。
这种方式挺新颖 ...

离心式好像出力都做不大？

作者: xlan1976 时间: 2016-12-15 01:12

晨枫发表于 2016-12-12 06:10
附面层是在整个表面的，不能靠开孔抽吸，那一会儿就堵住了，NASA研究过这样的机翼，没有实用价值。 ...

还别说，787-9上就采用了类似的方法用在尾翼前缘上，不过不是在特定的地方开孔，而是把翼面蒙皮加工成带有均部的肉眼几乎看不见的小孔，然后翼面下有气路，高速时让翼前缘表面的气流穿过小孔进入气路从而降低翼前缘表面附面层的厚度。

作者: xlan1976 时间: 2016-12-15 01:45

晨枫发表于 2016-12-15 00:39
离心式好像出力都做不大？

与轴流式压气机相比，单级离心式压气机压缩比更大，但离心式压气机很难做成多级，一般两级或三级就是极限了，不象轴流式压气机轻松做成十几级，所以压气机整体的压缩比离心式比不过轴流式。

作者: 晨枫 时间: 2016-12-15 02:08

xlan1976 发表于 2016-12-14 11:12
还别说，787-9上就采用了类似的方法用在尾翼前缘上，不过不是在特定的地方开孔，而是把翼面蒙皮加工成带 ...

这没有小孔被空气中脏东西堵塞的问题，比如雾霾？

作者: 晨枫 时间: 2016-12-15 02:10

xlan1976 发表于 2016-12-14 11:45
与轴流式压气机相比，单级离心式压气机压缩比更大，但离心式压气机很难做成多级，一般两级或三级就是极限 ...

问题就在这里啊：离心式很难多级，另外压缩比高，但空气流量也比不上轴流式。现代航空涡轮发动机的定压燃烧用离心式总是不大给力，但以后爆轰式（PDE或者RDE）的定容燃烧可能就是离心式发挥优势的地方了。

作者: xlan1976 时间: 2016-12-15 02:24

晨枫发表于 2016-12-15 02:08
这没有小孔被空气中脏东西堵塞的问题，比如雾霾？

这个系统有个活门，低空低速的时候，引入外部空气进入气路，从小孔向外喷出，吹除可能积累的水汽、灰尘等，高速时活门反向打开，让翼面的空气进入小孔，降低附面层厚度。

作者: xlan1976 时间: 2016-12-15 02:24

晨枫发表于 2016-12-15 02:10
问题就在这里啊：离心式很难多级，另外压缩比高，但空气流量也比不上轴流式。现代航空涡轮发动机的定压燃 ...

是的，不过那就是完全不同的发动机了。

作者: 晨枫 时间: 2016-12-15 03:32

xlan1976 发表于 2016-12-14 12:24
这个系统有个活门，低空低速的时候，引入外部空气进入气路，从小孔向外喷出，吹除可能积累的水汽、灰尘等 ...

哈，原来是这样，很巧妙也很实用的设计！

作者: 晨枫 时间: 2016-12-15 03:32

xlan1976 发表于 2016-12-14 12:24
是的，不过那就是完全不同的发动机了。

是的，而且离实用还很远。

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