expertx

всё таки поперечную или боковую составляющую вектора полной аэродинамической силы к вектору скорости набегающего потока правильно называть подъемной силой----а продольная составляющая силы к потоку это лобовое сопротивление!!! просто при парашютировании пластины или вертикальном снижении лобовое сопротивление вырождается в подъёмную аэродинамическую силу как частный случай на круглых парашютах в системах аварийного спасения САС

в профессиональных бпла применяются воздушные винты только из водостойких и термоустойчивых материалов типа композитные из угля и стекла типа реактопласты,а также иногда металлические из алюминия или магния!!! а вот в хобби допустимы дерево и термопластмассы и запрещены металлические!!!

цены на пропеллеры в магазине одного типоразмера могут различаться в 8-10 раз------объясняется это в первую очередь брендом,материалом и качеством исполнения!!! самое главное это симметричность геометрии лопастей для динамической и моменты инерции для статической балансировки-----обычно дорогие изначально сбалансированны,но лучше сразу в магазине проверить балансиром или хотя бы на отвертке----если дисбаланс большой,то лучше не покупать !!! жесткость лопастей на кручение должны соответствовать частоте вращения------например для медленных слоуфлаеров небольшая эластичность допускается,а для скоростных это неприемлимо может зафлаттерить-----при вибрациях разрушается пограничный слой на профиле и правильное обтекание лопасти,что приводит к резкому падению тяги и кпд вмг в целом!!!

основная задача инженера при проектировании дрона ---это оптимизация всех параметров и относительных размеров элементов при условии начальных габаритов и ттх!!! один из самых простых способов в мировой практике--- это прямое копирование уже отработанных схем и решений конструкции типа а ля клон с некоторыми незначительными изменениями,чтобы не нарушать авторское право!!! а также линейное масштабирование отработанного узла или корпуса в целом на основе удачного дрона с учётом доступности технологий!!! ещё есть графический метод оптимизации любой консоли по закону усеченного конуса или его плоской проекции например---- всегда старайтесь применять трапецевидную консоль крыла с сужением 1.5-2 по ряду положительных причин----близкое к элипсному распределению подъёмной силы по размаху и максимум АК---- оптимальная эпюра момента на изгиб по сопромату то есть минимальное сечение балки или лонжерона в корневище крыла а значит и вес крыла ----также минимальный момент инерции ----очень технологично при композитном исполнении при позитивной формовки по пеноядру----всё это в сумме дает оптимальные характеристики в целом для ла !!! все силовые балки типа лучей, хвостов,стоек,пилонов, форма килей и стабилизаторов!!! применять конструктив типа монокок------тоесть рабочая силовая жесткая обшивка с минимум внутреннего поддерживающего каркаса типа шпангоутов и стрингеров!!! хороший пример замкнутого контура многосекционный бутылочный фюзеляж или пустотелые тонкостенные композитные корпуса отлитые или отформанованные в матрицах !!!

так как до сих пор нет единой теории винта и крыла ----а лишь физические модели основанные на разных законах физики-----например реактивная на третьем законе ньютона или закон бернули из термодинамики или аэродинамическая на теории жуковского получается чтото приближенное к практике с поправочными коэффициентами !!! каждая фирма производитель использует свою математическую модель проектирования лопастей ,то есть профиля,форма и закрутка !!! и в зависимости от условий работы винты имеют богатое разнообразие для различных классов летательных и водоплавающих аппаратов!!! в первую очередь они делятся на так называемые тяговые и скоростные-----принято считать что если шаг винта меньше диаметра или соотношение К шага к диаметру меньше 1 ,где ещё не начался срыв потока с лопастей изза угла атаки менее 12 градусов, то это тяговый с относительно большой стендовой удельной тягой обычно для мультикоптеров К=0.3-0.5 и самолетов К=0.6-0.8 и медленных водоотталкивающих судов К=0.8-1!!! скоростные открытые винты с К=1.2-1.6 для быстрого движения типа гонки и винты в трубе типа импеллеров К=1.6-2.5!!!

на авиамодельных самолетных винтах малого диаметра серединная часть ометаемой площади не работает на тягу и соотношение паразитной части может достигать до 15-25% от общей и зависит от формы лопастей и конструктива комли---получается дырка от бублика !!! это также уменьшает тягу и кпд винта!!! так как угол атаки лопасти к набегающему потоку в горизонтальном полёте зависит только от относительного скольжения ,а само скольжение зависит от режима полёта или потребной тяги то получается что при эконом режиме на среднем газу скольжение винта минимально 0.1-0.15 и угол атаки всего 2-3 град, при полном газу на максимальной скорости полета скольжение уже 0.2-0.25 и угол атаки 4-5 град, при полёте в пологую горку скольжение 0.3-0.35 и угол 6-7 град,при крутой горке скольжение 0.35-0.4 и угол 8-9 ,при вертикальном полёте вверх скольжение 0.4-0.45 и угол атаки максимален 10-12 град----пик тяги и мощи!!!

большинство моих постов на этом форуме это черновики научно популярной книги , которую я пишу уже несколько лет-----поэтому могут быть неточности и ошибки!!! примите к сведенью и укажите ,если заметите !!!

идеальный винт при вращении в мягкой среде типа вода или воздух не имеет профильное сопротивление лопастей,срыва потока с лопастей и потерю мощности на закручивание потока !!! это как модель кпд при вкатывании груза в горку под углом без трения ------где кпд системы равна соотношению высоты к пройденному пути или к катета к гипотенузе или синусу углу подьёма !!! кпд винта ---это соотношение приращенной мощности потока среды к потребляемой механической мощности вращения!!! на практике начальный кпд или Квв воздушных винтов в большой авиации 0.95 или 95% обусловлен огромными габаритами диаметром 5-6 метров ,узкими с большим удлинением лопастями и большим числом Рейнольдса более миллиона ,низким профильным сопротивлением,малой шероховатостью и низкой частотой вращения 10-12 герц и большим относительным шагом, как соотношение шага к диаметру 2-3раза!!! и в полёте на крейсере при Кскол=0.1 имеет кпд около 90%!!! в малой авиации с начальным кпд винта похуже Квв=0.9 в полёте около 85%,так как меньше габариты диаметром 3-4 и больше частота вращения 15-20 герц!!! в сла уже Квв=0.85 и реальный кпд 80% не более при 25-30 герц диаметр 2-3 метра!!! ультролайты Квв=0.8 реальный кпд не более 75% при 40-50 герц и диаметр1.2-1.7 м!!! на бпла крупных размеров Квв=0.75 и кпд =70% при винтах до 1 метра и частотой 60-70 герц при К скольжении 0.2!!! на средних авиамоделях Квв=0.7 и кпд =65% при диаметрах 0.5 -.0.7м при 80-100 герц!!! на малых Квв=0.65и кпд 60% при д=0.3-0.4м при 110-120герц!!! ну и аля паркфлаеры с Квв=0.6 и кпд =55% при д=0.2-0.25 м 150-200 герц!!!

теория пропульсивных систем или движителей типа винтов, пропеллеров,крыльчаток ,плавников,насосов и реактивных ракетных двигателей основана на реактивном движении ньютона или любое действие вызывает противодействие------тоесть при непрерывном отбрасывании массы назад со скоростью приращения система получает импульс движения вперёд или реактивную тягу!!! математически сила тяги в ньютонах---это произведение массового расхода рабочего тела (килограмм в секунду) на приращение скорости отбрасывания этого тела (метров в секунду)!!! массовый расход рабочего тела или воздуха в нашем случае----это произведение плотности (кг на м3) на объёмный расход (м3 в с) или плотность (кг на м3) на сечение ометаемой поверхности круга винтом (м2) на входную скорость воздушного потока (м в с)!!! приращение скорости потока ---это разница выходной скорости и входной (м в с)!!! на стопе считается что приращение и скорость обрасывания воздуха винтом равны----- тогда тяга=плотность х площадь ометания х на квадрат скорости потока в плоскости вращения винта!!! в упругой среде типа газ под давлением или воздух идеальный винт вкручивается за один оборот на расстояние истиной поступи,которая меньше геометрического шага винта на длину проскальзования ,а скольжение деленное на длину окружности диаметра винта задаёт угол атаки лопастей!!! произведение поступи на частоту вращения и есть скорость потока в сечении винта!!! соотношение длины проскальзывания к шагу называется коэффициентом скольжения или Кскол!!! а соотношение поступи к шагу это коэффициент упора и он же кпд идеального винта или Купор!!! на стопе скольжение однолопастного квадратного винта ,где шаг равен диаметру Кскол=1-Купор=1- 0.43=0.58 максимально!!!значит при тойже частоте вращения скорость отбрасываемог потока минималена, а значит мала тяга и кпд винта на стопе всего 43%!!! если добавить вторую лопасть ---то Кскол=1-0.5=0.5 или кпд двухлопастного квадратного винта уже 50% на стопе!!! скорость потока вырастает в 1.2 , а тяга в 1.4 раза!!! при трёхлопастном варианте Кскол=1-0.55=0.45 или кпд=55% ,скорость вырастает в 1.3 раза, а тяга в 1.7 раза!!! при четырех лопастном Кскол=1-0.6=0.4 или кпд уже 60%,скорость растёт в 1.4 раза и тягав 2 раза по отношению к однолопастному!!! вывод при уменьшении скольжения увеличивается упор и кпд идеального винта,а также растёт тяга на стопе!!! а вот в полёте при набегающем потоке равному скорости полёта при Кскол=0.2-0.1 относительное скольжение уменьшается и падает приращение отбрасываемого воздуха,как следствие падает тяга примерно в два раза для квадратного винта!!!

ресурс бк электромоторов в основном определяется количеством оборотов под нагрузкой и определяется качеством материала и люфтами-----малейшие биение от дисбаланса ротора,колеса или винта,повышенная рабочая температура и боковая нагрузка плюс абразивные загрязнения и отсутствие смазки сильно снижает ресурс подшипника на износ!!! например стандартный качественный шарикоподшипник качения на трех мм вал при надлежащем уходе держит около 25-30 миллионов оборотов при средней частоте 5-6 тычяс оборотов в минуту!!! за это время обмотки переключаются около 200 миллионов раз вызывая естественную микровибрацию соседних витков трусихща изоляцией друг о друга,соответственно двойная лаковая изоляция приветствуется и дополнительная соответствующая пропитка обмоток жидким лаком типа цапон или подобными!!!

соотношение максимальной горизонтальной скорости самолёта к скорости сваливания называется коэффициентом запаса по скорости или запас кинетической энергии для планера !!! для каждого класса ла он определенный ------например для медленно летающих 3д пилотаг , парителей и бпла достаточно 2-2.5 кратное соотношение скоростей для пилотаг и бойцовок уже 2.5-3 , для гонок 3-4, для рекордно скоростных 4-5 и иногда доходит 6!!!скорость потока от винта на полном газу,как произведение шага на частоту вращении должна быть в 1.2-1.3 раза больше максимальной воздушной скорости ла !!! тяговооруженость или соотношение тяги на стопе при полном газе к весу самоля у 3д пилотаг и парителей 1.5-2 раза, у пилотаг и бойцовок 1, у бпла и тренеров 0.7-0.8,у гонок и скоростных 0.5-0.6, у эконом классов достаточно всего 0.3-0.4!!!

парадокс работы винта в косом потоке для мультироторных платформ заключается в следующем -----максимальная воздушная скорость ла определяется скоростью потока ,как произведение геометрического шага винта на частоту вращения и равна именно скорости потока в плоскости винта несмотря на то что ось или вектор тяги не параллелен движению самого коптера по сравнению с самолетом,а развернут под большим углом к горизонтали и почти вертикальный 60-80градусов!!! получается что струя воздуха относительно коптера выворачивается из прямой классической воронки при висении в змееобразную загогулину с трансформацией скоростей потока в горизонтальную составляющую!!!

21 любое первенство скоротечно----со временем всегда найдётся более умный,более сильный,более выносливый,более ловкий,более красивый и более живучий противник 22 лучше перебдеть,чем не добдеть 23 знание усиливают скорбь,а любопытство двигает научнотехнический прогресс 24 парадокс денег-----их ценность в постоянном обороте,а не в хранении

для любителей импелеров есть простой расчёт силы тяги (ньютон) на уровне моря равной произведению диаметра крыльчатки (метр) в четвертой степени и частоты вращения (герц) во второй степени------например 0.075м х0.075м х0.075м х0.075м 500гц х500гц=0.0000316м4 х250 000гц2=7.9н=800 грамм силы!!! а механическая мощность на валу (ватт) равна произведению тяги на диаметр и на частоту-----например 7.9н х0.075м х500гц=7.9н х37.5мвс=296 вт!!!

электромотор это преобразователь электромагнитной мощности как произведение силы тока на напряжение в механическую мощность вращения как произведение момента на круговую частоту!!! принцип действия любого электромотора основан всего на двух фундаментальных уравнениях электротехники ----- 1 закон ампера описывает момент как произведение плотности магнитного потока(считай удельная сила магнита ), на длину проводника(считай индуктивность), на силу тока ,на радиус статора !!! поэтому чем сильней магнит---сильнее ток---больше витков----больше диаметр статора, тем выше момент силы вращения!!! 2 закон самоиндукции это эдс наведенная как произведение полного магнитного потока(считай произведение индуктивности на силу тока или ампер витки) на круговую частоту изменения(считай кол-во переключений фаз в секунду)!!! при торможении ротора нагрузочным моментом,чем больше индуктивность и ток ,тем меньше частота переключений фаз(считай частота вращения ротора) при которой наведенная эдс запирает напряжение питания -----разница или дельта между питанием и эдс деленная на активное электросопротивления обмоток и есть потребляемая сила тока мотором!!! чудесное решение изменение моментной характерстики мотора к силе тока или Кв---это включение обмоток треугольником или зведой-----при треугольнике суммарная индуктивность падает между фазами и значит растёт оборотистость----при звезде индуктивности складываются между фазами и растёт моментность!!!---соотношение Кв треугольник к звезде примерно 1.7 раз---- соотношение активного электросопротивления звезды к треугольнику 3 раза!!! так как у мотора с постоянными магнитами момент силы вращения (Ньютон х Метр) прямо пропорционален силе тока (Ампер), а частота вращения(Герц) прямо пропорциональна напряжению питания(Вольт) ------соотношение момента к току это постоянная и обратно пропорционально частоте деленная на напряжение называется электромеханической константой или народное Кв электромотора поэтому этот тип называется синхронный линейный электромотор с постоянными магнитами!!! все обмотки мотора напрямую питаются переменным трёхфазным напряжением синхронизуемых по углу расположения магнитопровода в зазоре между статором и ротором-----за это отвечает преобразователи постоянного напряжения в трехфазное переменное типа коллекторно -щёточный электромеханический узел на так условно называемых электродвигателях постоянного тока или электронный драйвер на чипах с силовыми полевыми ключами на бк электромоторах называемый электрический скоростной контроллер или в народе регулятор хода!!! гениальнейшее изобретение электротехники-----это магнитная редукция в бк электромоторах получена простым конструктивом----н раз увеличением кол-вом магнитов всегда кратное двум и н раз кол-во зубьев всегда кратное трём!!!магнитная редукция это кол-во переключений фаз туда и обратно за один оборот ротора и равно кол-ву пар магнитов!!! граничная частота переключений фаз равна произведению Кв х напряжение питания х коэффициент редукции Кр и не более 300 тысяч переключений в минуту и ограничена возможностью переходных процессах в датчиках положения магнитопровода на предмет срыва синхронизации------например теоритически мотор с Кв 2000 оборотов в мин на вольт и семью парами магнитов можно запитать 20 вольтами разогнать до 40 000 оборотов минуту!!!

эта метода основана на реактивной теории винта и честно описывает только скоростные самолётные винты с соотношением шага к диаметру более 0.8-----поэтому правильней этот абзац перенести в раздел фпв самолетов!!!

кстати для двс расчет момента на валу удобно проверить следующим способом-----момент сопротивления это тяга на стопе в ньютонах умножить на геометрический шаг в метрах и делить на два пи -----например М=6.3н х0.1м и делить на 6.28=0.1н м!!!

физические характеристики винта----где Д-диаметр,Ш- шаг,П- сумма рабочих площадей лопастей,КА-качество или соотношение тяги к сопротивлению вращения,КУ-- упор это отношение истинной поступи к шагу или обратная функция скольжения задаёт угол атаки лопасти к потоку (КУ=0.5-0.9)---он же кпд винта!!! 1 абсолютная геометрическая тяжесть винта это произведение Д(м)хШ(м)хП(м2)=Т(м4) например винт 10 на 4 слоуфлаер----0.25м х 0.1м х 0.0025м2= 0.0000625м4 !!! 2 статическая аэродинамическая тяга идеального винта это произведение плотности среды на тяжесть винта, на частоту вращения в квадрате,на коэффициент упора на стопе,на Су профиля лопасти, на постоянный коэффициент 10, где число пи в квадрате равно 10------например 10х1.25 кг на м3 х 0.7 х 1.14х 0.0000625м4 х(100гц)2=12.5 х 0.8 х 0.625=6.25н =630 грамм силы!!! 3 поглащенная мощность потока это произведение тяги на приращённую скорость потока в плоскости винта,где скорость потока произведение поступи винта на частоту---например 6.25н х 0.1м х0.7 х 100 гц=44 ватт!!! 4 механическая мощность на валу это произведение тяги на геометрический шаг и на частоту-----например 6.25н х 0.1м х100 гц=62.5вт ,с учетом кпд бк электромотора 70% =0.7 получаем 90 ватт потребляемой мощи!!! 5 КА это соотношение длины окружности диаметра винта к шагу=пи х Д и делить на Ш или 3.14 делить на соотношени шага к диаметру-----например 3.14 х 0.25 м делить 0.1м=7.9 единиц-----то есть при тяги 630 грамм сопротивление вращению около 80грамм силы !!! тогда момент сопротивления винта приведенный к радиусу лопасти равен 80 грамм х 12.5 см =1000гр х см=0.1 н х м!!!

13 при простуде,ангине или бронхите пить горячий сильносоленный бульон типа галина бланка или магги в кубиках!!! 14 при гриппе пить сильно крепкий горячий сладкий черный чай заваренный с черным молотым перцем и с гвоздикой,есть цитрусовые !!! 15 при сильных заражениях или воспалениях кроме медикаментозных лекарств помогает пепси до 2 литров в день!!! 16 нельзя чистить зубы и пить сырую воду из под крана или колодца особенно весной -----обязательно кипятить!!!

так как в россии изза сложившийся исторической практике любые грандиозные начинания и планы воплощаются в жизнь только государственной волей правителей и прямым финансированием из казны-----например царь Пётр своим державным хотением построил морской флот и металлургию в промышленном масштабе---- при царице Екатерине появилась академия наук и министерство образования----при Александрах началось строительство железной дороги по всей стране и телеграфе, развитие культуры и искуства---при Николае начало российской авиации и радиосвязи----при Ленине тотальная электрификация страны-----при Сталине общий подъём науки и техники во всех отраслях промышленности и метро----при Хрущёве ракето космическое дело и атомная энергетика ----при Брежневе газофикация всей страны, информатика и телевидение----при Ельцине начало мобильной сотовой связи и глобального интернета---при Путине полное преобразование городской инфраструктуры для комфортного проживания человека !!! на сегодняшний момент назрел насущий вопрос развитие и заселения необъятных российских территорий ----а это в первую очередь удаленный надзор с высоты за лесными,водными и горными массивами, куда трудно добраться наземным транспортом!!! использовать для постоянного мониторинга пилотируюмую авиацию слишком дорого-----например только амортизация двухместного полноценного самолёта это 10 000 рублей в час плюс зарплата лётчика ,механика,горючка ,хранение,налоги и прибыль ---- итого на круг сразу 15-20 000 руб в час с учетом сурового климата страны!!!поэтому повсеместное применение дронов назрело до общегосударственого интереса в огромных масштабах-------только лесными,водным и степными хозяйсвам и заповедникам требуются не менее100- 200 тысяч дронов с операторами-механиками на постоянной основе на ближайшие 5-10 лет!!! стоимость эксплуатации профессионального дрона на порядок дешевли пилотируемого средства----- а работа оператора-механика из наземной стационарной базы на основе домика лесничего не сопрежена с риском для жизни по отношению к пилоту!!! в лётную погоду дрон рутинно мониторит поверхность , а человек лишь контролирует , обслуживает и ремонтирует !!! вся полученная информация оцифровывается и сливается по интернету в региональные центры обработки данных на мощнейших аналитических компьютерах!!! тоесть будут затребованы участия таких госструктур как минтранс для установлении правил эксплуатации и безопасности движения на высотах подстилающих поверхностей,минобразования для подготовки кадров в технических вузах для дронпромышленности и операторов механиков на местах,само производство дронов и министерство развития экономики и информатики для анализа данных!!! вот такая нацпрограмма на ближайшие годы у нынешнего правительства!!!

можно применять схему аэродинамического управления элевонами как у лк ,а хвост не задействовать!!!

птицелёты это ла иммитирующий внешний облик птиц и их полёт!!!они делятся на два класса ----махолёты с силовым приводом на крылья в качестве движителя и мотопарители с тянущим вмг и жестким крылом!!! махолёты в основном удобно испольховать на короткокрылых иммитациях типа голуби, вороны,галки и другие!!! мотопарители лучше смотрятся на крупных хищных птицах типа парителей----это орлы, коршуны,луни,ястребы,чайки и другие !!! вот моя первая стилизация под хищника 2009 года ------ за 9 лет налетал уже 130 часов и суммарный пробег около 4000 км

вот скоростной лунь

вот коршун

все птички класса паркфлаер ----- тоесть очень легкие и сделаны по бутылочной технологии ----короткие фюзы двухсекционные, крылья пенопластовые ламинированные самоклеющийся прочной пленкой, хвост из пластин потолочки!!! так как эти ла короткобазные по тангажу и близки по характеристикам к летающим крыльям ,то приходится применять самобалансирующие профиля ------можно для удобства взять плосковыпуклый 8-9 % толщиной и приподнять флаперон на 5-7 градусов -----центровка в районе 20%САХ!!! киль из прозрачной пластины