为什么说航模用的燃油发动机不可能是现实的缩小版?

为什么说航模用的燃油发动机不可能是现实的缩小版?

将各零件按比例缩小,在

中称为几何相似。

实现严格的几何相似是十分困难的。

因为你不仅要保证零件的大小相似,

还需要保证部件间的间隙以及零件表面的粗糙度相似。

比如原型零件的表面粗糙度达到10^-6m,缩小版如果缩到1/10,那要做到严格相似的话,缩小版零件的表面粗糙度就要达到10^-7m。并非不能实现,但是成本很高。

如果仅保证零件大小相似,而不保证间隙或粗糙度的相似,那么缩小版发动机的性能会严重下降。

所以仅从加工工艺的角度来看,严格的几何相似就难以实现。

——————20140224 update——————

的答案中有知友有疑问说模型缩小了应该不需要这么大推力了,为什么还要提高转速?

陈同学应该在忙着学习没怎么上知乎(学发动机的孩子不容易大家体谅下)

我来解答一下。

陈雪骑的答案中其实一个字都没有提到推力……

实际上缩小了的话推力是会下降的。因为流量和出口速度都下降了。

在压气机中,提高转速并不是为了保证推力不变,是为了保持压气机叶栅通道内的流场相似。

如果无法保证流场相似,那就意味着压气机无法在正常状态下工作。

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其实更大的问题是雷诺数。

模型飞机飞行在低雷诺数下,真正的飞机飞行在高雷诺数下。

雷诺数是惯性力与黏性力之比。

在雷诺数足够大(Re≥2*10^5)的情况下,黏性力是可以忽略的。

而在低雷诺数下,黏性力不能忽略。

把高雷诺数下的设计直接缩小n多倍放到低雷诺数的环境中,性能是会严重下降的。