expertx

прикладная аэродинамика

56 posts in this topic

граничные пределы обусловлены нелинейными  физическими явлениями  природы!!! например для простоты расчётов  мы пренебрегаем слабыми явлениями, как то фактическое изменение  температуры и плотности воздуха при изменении динамического давления от  скоростного напора потока воздуха до  скоростей 200 м вс или 720 км в час---далее начинается сильно  сказываться  сжимаемость  воздуха вплоть до скачка уплотнения при скорости звука 333 м в с!!! ещё разряжение воздуха над крылом или лопастью не может превышать вакуум или минус давления в одну атмосферу в 103 000 н/м2 при земных условиях на уровне моря!!!

летать на числе РЕ менее 80 000 энергетически не выгодно!!!

угол атаки потока при пике подъёмной силы не превышает 12-15 градусов------ далее срыв!!!поэтому угол  отклонения аэродинамических рулей типа элеронов, закрылок и элеватора не более 15  град от нейтрали !!!

также относительная кривизна средней линии профиля не может превышать более 15%!!!

запас Аго продольной устойчивости не менее 0.2 и центровка не менее 10%сах иначе неприемлемое балансировочное сопротивление ла!!!

 стреловидность крыла не более 23 град для дозвуковой авиации !!!

толщина профиля  не  менее 5% исходя из сопромата!!!

удлинение крыла и стабилизатора не менее 3-4 единиц!!!

запас  плавучести гидропоплавков не менее 2!!!

чем  выше грузоотдача   ла ,тем меньше эксплуатационная перегрузка и угол крена в вираже!!!

эти пределы ограничат от ошибок проектирования и применения ла!!!

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

вот ещё некоторые ограничения----

в авиамоделях бессмысленны  щелевые предкрылки , закрылки и рули изза малой ширины элемента и значит очень низких чисел Ре менее 40 000!!!

вертикальная скорость снижения ла при парашютировании будет ограниченна Сх=2 пластины поперёк потока!!! 

скорость ветра у земли не должна превышать скорость сваливания планера!!!

скорость внутри вихря от препятствия в два раза превышает скорость ветра его порождающего!!! важно при посадке в приземленной турболентности воздуха

при малом скольжении винта  с вогнутовыпуклым профилем лопастей Кскол менее 0.1 и значит околонулевом угле атаки типа слоуфлаер происходит запирание по кпд винта повышенным профильным сопротивлением ----Сх аж в четыре раза больше симметричного!!!

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

т.е. закрылки для снижения скорости например на посадке бесполезны? Я конечно дилетант, но мне кажется это совершенно не так...

Share this post


Link to post
Share on other sites

как тормозные элементы вполне работают!!! вообще я имел ввиду настоящие щелевые навесные элементы аэродинамических рулей,где происходит перетекание из зоны нагнетания в зону разрежения как у малой и большой авиации для увеличения эффективности управления потоком----но на копиях это не работает----поэтому проще использовать заклееной сплошной петлёй вращения типа полоски скотча----щель между телом крыла и элероном не нужна!!! также мало работает отклоняемый носок профиля крыла на модельных размерах в отличии от настоящих прототипах!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

вообще на авиамоделях даже полная механизация крыла может поднять Су мах за  счёт изменения полной кривизны профиля всего в 1.5-2 раза против 2.5-3 раз у малой авиации и 4-5 раз у большой!!! а вот  эффект воздушного тормоза у отклоняемых пластин у моделей очень высок!!!кстати у металок и планеров флапероны изначально сделаны бесщелевыми ради сохранения высокого АК!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Интересно, спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

немного  о сверхзвуке -----начиная со скорости воздушного потока 200 м в с или 0.6 маха начинает меняться характер обтекания твердого тела  изза  существенного сжимания плотности воздуха!!!------резко увеличивается профильное Сх и АК крыла  или  лопасти начинает резко падать !!! при махе более единицы ла начинает тащить за собой конус скачка уплотненого воздуха размер которого увеличивается с ростом скорости полёта!!! подъёмная сила уже определяется только перепадом нагнетаемого давления на плоское днище или режимом глиссирования на гребне  ударной волны по анологии глиссируещего катера на воде при АК  ла всего 3-4 и сверхтонкие с очень острым носиком профиля с коротким крылом удлинением 2-3 и стреловидностью 45-60 град!!! при  маха в две единице и более оптимальная форма обтекания с эффектом глиссирования становиться аля вытянутый утюг и крылья уже не нужны ---начинается гиперзвук и прямоточный реактивный двигатель!!! гипер звук сопряжен с высокими температурами нагретой обшивкой от трения об воздух до 600 град С  и выгоден только в сильноразряженной атмосфере при малой плотности воздуха менее одной четверти кг на м3 на высотах от 30 км и до 70 км  тоесть уже в стратосфере!!! 

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

при сверхзвуке происходит полное торможение потока перед передней кромкой с большим динамическим давлением в несколько атмосфер с эффектом сжатия плотности воздуха и соответствующем нагревом----тоесть полное описание адиабатического процесса сжатия газа как в камере сгорания поршневого двигателя!!! при гипер звуке локальное давление на переднюю кромку может достигать десятков земных атмосфер или более миллиона паскалей------эффект запирающего компрессора в трд перед камерой сгорания используется в прямоточных реактивных двигателях на жидком топливе!!! при таких суровых условиях используются специальные марки стали и титановые сплавы для конструкции планера и двигателя!!! движителем является  разогретый  газ под давлением тоесть  сгоревшее топливо в кислороде воздуха как рабочее тело выбрашенное с огромной скоростью в пару километров в секунду!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

на практике на высоте уровня моря при максимальной плотности воздуха в 1.25 кг на м3 разогнать ла свыше 400 км в час очень энергетически затратное дело изза быстро нарастающего лобового сопротивления !!!----выход лезть на высоту где воздух более разряжен и можно разогнаться больше при той же тяге движка !!! 

например на высоте 10км плотность воздуха уже одна треть от земной и равна 0.42 кг на м3 ----поэтому там и летают грузопассажирские авиалайнеры со скоростью 900 км в час  при тяговооружености всего 0.2-0.25 и малом коэффициенте мощности всего 0.8!!! а пропульссивный коэффициент как соотношение скорости движения ла в вязкой среде к скорости отброшенной  струи очень высок 0.75-0.8 чем и оправдано применение тврд или импеллеров в большой авиации!!!

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

при очень малых числах рейнольдса 100-10 000  Сх малых элементов типа поперек потока,антенны,стойки шасси,колеса,качалки,подкосы скачкообразно высок по сравнению с коэф сопротивлением  тех же деталей при средних числах ре 100 000--300 000!!! поэтому любой аэроторчок на авиамоделях сильно портит картину обтекания и ухудшает аэродинамическое качество!!! если есть возможность чтото спрятать внутри фюзеляжа или в мясе крыла тоэто лучший вариант или ходя бы разместить необходимый наружний элемент вдоль потока!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 13.01.2019 в 17:05, expertx сказал:

как тормозные элементы вполне работают!!! вообще я имел ввиду настоящие щелевые навесные элементы аэродинамических рулей,где происходит перетекание из зоны нагнетания в зону разрежения как у малой и большой авиации для увеличения эффективности управления потоком----но на копиях это не работает----поэтому проще использовать заклееной сплошной петлёй вращения типа полоски скотча----щель между телом крыла и элероном не нужна!!! также мало работает отклоняемый носок профиля крыла на модельных размерах в отличии от настоящих прототипах!!!

Тоесть вот ткой щелевой закрылок на Mytwindream не будет работать? 

 

И второй вопрос, элерон на крыле без закрылков какой лучше , с щелью на петлях или сплошной без щели на скотче. Размер 1500мм.

 

Edited by OlegFpv

Share this post


Link to post
Share on other sites

как тормоз будет----правда зачем такой наворот в модели не понятно!!! ты же сам летал на малой авиации---там закрылок сделан не так грубо и щель сформирована по другому ,а сам закрылок имеет настоящий плосковыпуклый профиль !!!

а элерон делай как удобнее ----всё равно эффекта улучшения не заметишь

Edited by expertx
OlegFpv likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, expertx сказал:

ты же сам летал на малой авиации---там закрылок сделан не так грубо

Ага было дело, интересно от куда вам известно))) . Нотам вобще тренировались с разным углом от 10 до 40 сажать. Для того что бы к каждой ВПП приноровится на будущее. так же и взлет без закрылок и с зкрылками, при хорошей ВПП  без закрылок легко взлетает)))

Но там все проще, есть шкала на приборе скорости и РЛЭ . В моделях скоростной режим очень сильно гулять может, чуть ветерок дал и модель "останавилась " или наборот ускорилась, приходится затяжно ловить над ВПП сокрость посадочную. Поэтому как работать будут закрылки не ясно.

Edited by OlegFpv

Share this post


Link to post
Share on other sites

в бпла удачно прижилась схема летающего крыла по определённым причинам-----

 

1 минимальные габариты при большой  площади крыла ---- а значит маленькая нагрузка на крыло и низкие взлётнопосадочные скорости и возможность запуска с руки и посадки на пузо!!!

 

2 очень большой внутренний объём крыльев для расмещения всех  внутренних компонентов типа акку и вмг ,сервоприводов и ру,автопилота и видеоонлайн!!!

 

3 минимальное кол-во деталей  конструкции ----всего около 7-10 штук  на планер!!!

 

4 применение самобалансирующих профилей с аэродинамической круткой для продольной  устойчивости по тангажу и смешанных рулей типа элевонов-----тоесть минимум управляющих плоскостей и рулевых машинок для 2д пилотажа!!!

 

5 возможность все аэроторчки убрать в толщину летающего крыла ----и получить чистуюа эродинамику ла!!!

 

6 простота обслуживания и эксплуатации лк ----тоесть  ремонт ,хранение и транспортировка!!!

 

несмотря  на проигрыш в ттх лк против классики ,тоесть аэродинамическое качество лк в 1.5 раза хуже мотопланера при том же размахе и малых запасов устойчивости по тангажу и рысканью,но  для быстрой  оперативной  видеосъёмки  на моторном крейсерском режиме 50-70 км в час и малых дистанциях до 10 км-----лк прочно заняли нишу в бпла класса минидрона!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

вот типичный паркфлаер для гонок по кустам

лк.jpg

вот скоростное лк 

гонка.jpg

и даже водоплавующее

гидрофанджет.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

 вот змееобразные модификации  аэропрофилей

аэробайк4 040.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

на практике можно просто приподнять хвостик профиля или  флаперон на 5-10 градусов ,чтоб предать змееобразную линию средней кривизны профиля----например лк с прямым крылом сделанное из электрогонки типа мотопланер методом  отрезания хвостовой балки с оперением!!!

желтый.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

самобалансировка  змеевидных профилей происходит по аналогии продольной вэ образности в классических самолётах , где установочный угол стабилизатора меньше на 1-3 градусов, чем крыло!!! благодаря этому  аэродинамический фокус моментов всего ла расположен позади центра масс и система имеет  устойчивость по тангажу!!! или можно физически предложить ,что хвостик профиля у лк это аналог стабилизатора у классики,только продольное плечо очень маленькое и поэтому Аго мало,но сдвиг центра масс в районе 12-17 % САХ позволяет сохранить положительную устойчивость,но с высоким балансировачным аэродинамическим сопротивлением всего лк, поэтому АК мах у лк ниже чем у классикив 1.5 раза!!!

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

вот графический метод тактико-технических характеристик модели самолёта!!!  

Фото033.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

графики даны для модели самолёта массой  3.6 кг ,площадью крыла 60 дм2 с удлинением 7 единиц  для двояковыпуклого 12% профиля!!!

диапозон крейсерских скоростей от 9 до 0 град угла  атаки 10-20 метров в секунду

-----оптимум в штиль при 14 мвс или 50 км в час!!!

АКмах=7  при 10 мвс!!!

эксплутационный дапозон скоростей 9-30 мвс !!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

так как в модельной размерности аэродинамические элементы имеют очень маленький абсолютный радиус кривизны обтекаемого тела на целый порядок меньше, чем в малой авиации и  поэтому поток преодолевает большие центростремительные силы по закону ньютона вызывая лишнее сопротивление и 

потерю кинетической энергии струи воздуха ввиде завихрений!!!

для уменьшения так называемого донного сопротивления обязательно нужно ставить остренький плавный обтекатель спереди и стекатель сзади !!! желательно  профилировать даже пластину  стабилизатора и киля------тоесть скруглять переднею кромку и заострять заднюю!!! задняя кромка профиля крыла всегда должна быть сточена на ус или ножевидную форму !!!--------это залог минимального профильного сопротивления крыла!!!

типичный пример -----это птицы!!!

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

вот таблица Сх различных тел из лучшей книги по аэродинамике всех времен В,Е,МЕРЗЛИКИН---радиоуправляемые модели планеров

Фото002.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

вот примеры остромордных бойцовых полукопий----

ки-61

ки-61.jpg

Edited by expertx

Share this post


Link to post
Share on other sites

кобра

кобра.jpg

пе-2

пе-2.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

спитфаер

спитфаер.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now