Махолет и машущий полет в моем видении

[АНАТОЛИЙ]

скорость поперечного движения должна быть не меньше скорости звука

А лучше ракету построить, перспективнее. Предкрылок Болдырева в другой теме обсуждали.

 

[АНАТОЛИЙ]

резонансное трепыхание аэродинамических поверхностей называют флаттером.

А резонансное трепыхание воздуха музыкой или шумом. Как это стыкуется с машущими крыльями?

 

[Aleksfomik]

Нене. И к предкрылку Болдырева это тоже отношения не имеет.

 

[Aleksfomik]

Я уверен, вы и сами поймёте, что основную суть моего бреда (то есть, моего изобредения) во так вот сходу/снаскока поняли не совсем верно.

 

[Aleksfomik]

Блин, какая-то сорокодумщина выходит...

Нудалана. Продолжим бредить дальше.

 

[henryk]

можете иметь своё мнение,

Сказ о том, как махолетчики за старое взялись

Четыре года назад мы, инженеры, закаленные в боях с аэродинамикой и прочностью, показали всему миру наше детище – махолет «Рарок». Это было здорово - пришлось оправдываться, разъяснять, рассказывать и...

habr.com

=нашёл посты "Степого Орла " ,грамотного парня с махолётной ветки !

-был ещё грамотнее, Борислав из Жуковского ("lav") =nonstationary aerodynamic !!!

 

[Aleksfomik]

Сказ о том, как махолетчики за старое взялись

Четыре года назад мы, инженеры, закаленные в боях с аэродинамикой и прочностью, показали всему миру наше детище – махолет «Рарок». Это было здорово - пришлось оправдываться, разъяснять, рассказывать и...

habr.com

Глянул статью, ознакомился с комментариями к статье и с некоторыми ответами автора статьи.
В общем, высказанные в той статье мнения авторов статьи лично меня не впечатлили.
Нет никакой ясной стратегии э, нет чёткой тактики. В общем нихрена они толком ничего не знают в чём автор в своей статье неоднократно признался

А вот мнение одного из комментаторов меня зацепило. Подаёт материал вежливо, интеллигентно и достаточно грамотно выстраивая свои фразы.

Вот один из его комментариев: -

"DesertFlow
13.02.2021 в 6:08

Давайте для тех, кто еще не знает как это работает, максимально упростим махолетную теорию. Вот летит безмоторный дельтаплан. Он снижается относительно воздуха с некоторой скоростью, скажем, 1.1 м/с (типичная скорость снижения, бывает и меньше, например 0.9 м/с). Если дельтаплан вместе с пилотом имеют массу 100 кг (70 кг пилот и 30 кг дельтаплан), то переводим ее в ньютоны и по формуле N = m * v получаем, что гравитация "дает" на его полет мощность N = 100 кг * 9.8 кг*м/с2 * 1.1 м/с = 1078 Вт.


Аэродинамические силы зависят от скорости набегающего потока квадратично. Увеличив скорость снижения в 1.4 раза, подъемная сила на крыле вырастет в 2 раза. Ну а дальше очевидно — давайте как-то заставим половину времени крылья опускаться относительно воздуха в 1.4 раза быстрее, чем они делают это обычно. За это время своим центром масс наберем высоту (раз подъемная сила получится в 2 раза больше, чем обычно). А остальное время будем просто планировать с нее, как обычно. Заодно медленно опуская крылья.


Короче, берем любой дельтаплан или самолет, заставляем его махать крыльями для обеспечения скорости снижения крыльев в 1.4 раза (а лучше в 2, чтобы с запасом) быстрее, чем они снижаются на безмоторном планировании. И такой самолет полетит как махолет, куда он денется… Если посмотреть на крупных птиц, у них так и есть.


Сколько же нужно мощности на такой машущий полет? Потребуется на столько больше по сравнению с планированием, на сколько второй режим (снижение с 1.4 большей скоростью) по аэродинамике хуже, чем просто планирование. Если посмотреть на поляры крыльев, вроде дельтапланерных, то там разница от силы 5-10%. Ну еще накинем немного на переходные процессы при смене направления маха (хотя они пренебрежимо малы, так как горизонтальная скорость набегающего потока в 5-15 раз выше, т.е. ровно в качество К крыла раз, чем вертикальная снижения при махах). Итого, получаем, что кпд махолета как механизма, создающего за счет махов тягу для полета, должен находиться в районе 90-95%. Что и неудивительно, ведь это по сути планирующий полет, с лишь чуть измененным в худшую сторону режимом.


То есть, для горизонтального полета тому машущему дельтаплану потребуется в идеальном случае электромотор около 1200 Вт. У хорошего бесколлекторника с крупным диаметром кпд около 90-95%, плюс у контроллера на уровне 95%, хотя на такой мощности может быть и 98%. И механический кпд привода может быть на уровне 98% (взяв в качестве линейного привода, например, полутораметровой длины ВШП, который представляет собой, по сути, подшипник). Итого, реальная мощность электромотора потребуется 1400 Вт. Это очень маленькая мощность, можно летать от батареек. Ниже гравитационных 1078 Вт никак не может быть (нестационарные явления, якобы снижающие мощность по сравнению с планированием, это сказки, подтверждения им нет). Необходимая мощность для моторного полета всегда будет выше мощности планирования, причем ровно на КПД движителя. Для сравнения, моторные дельтапланы имеют кпд винтов около 35%, девайсы с меньшей удельной нагрузкой (ранцевые мотопарапланы), примерно 40-45%.


Таким образом, при размере с дельтаплан, на махолете можно выиграть максимум в два раза по необходимой для полета мощности. Что также означает в два раза меньшую массу мотора и в два раза дешевле. А остальные преимущества могут быть только в потенциальной бесшумности/малошумности, так как основной шум в ЛА всегда от винта. И, может быть, чуть большую безопасности вблизи, из-за отсутствия быстро вращающегося винта рядом с телом пилота.


Но это в идеале. Первые прототипы, конечно, могут затрачивать в несколько раз больше мощности, чем мощность планирования. Из-за низкого кпд механического привода и из-за того, что вряд ли удастся сразу подобрать повороты крыла, чтобы попадать в оптимальные углы атаки относительно набегающего потока. Но было бы очень интересно посмотреть скорость снижения этих построенных махолетов в режиме планирования, и сравнить с затрачиваемой мощностью на горизонтальный полет. Сразу будет видно, есть ли куда улучшать аэродинамику — настраивать углы поворотов крыльев и т.д."

 

[Anatoliy.]

Аэродинамические силы зависят от скорости набегающего потока квадратично. Увеличив скорость снижения в 1.4 раза, подъемная сила на крыле вырастет в 2 раза. Ну а дальше очевидно — давайте как-то заставим половину времени крылья опускаться относительно воздуха в 1.4 раза быстрее, чем они делают это обычно. За это время своим центром масс наберем высоту (раз подъемная сила получится в 2 раза больше, чем обычно). А остальное время будем просто планировать с нее, как обычно. Заодно медленно опуская крылья.

Комментатор что то запутался со скоростями.
Если машущие крылья своими корневыми частями прикреплены к тушке махолета через шарниры, то когда крылья машут вниз, а центр масс двигается вверх, то вертикальная скорость крыла будет уменьшаться.
На сколько уменьшаться?
На скорость центра масс.
Теперь о самой скорости подъема и опускания крыльев.
Изобразите треугольник скоростей и тогда поймете, чтоб увеличить скорость обдува крыла в 1,4 раза крыло должно двигаться по вертикали со скоростью полета.
И еще о скорости крыла, и о квадратичной зависимости подъемной силы.
В каком месте измеряем скорость опускания крыльев?
В корне, в середине полукрыла, на удалении от шарнира равное 0,7 длины крыла или на кончике крыла?
Допустим, что вертикальная скорость в середине полукрыла равна скорости полета, а скорость полета пусть будет равна 10 м/с.
Представили такие махи с вертикальной скоростью равной 10 м/с ?
А с какой скоростью будет двигаться вверх центр масс?
Не ясно, но точно не с постоянной скоростью.
Так что розовые мечта комментатора о якобы 90 - 95 % КПД машущего движителя слишком преувеличены.
Скорее это будет как в МАИ в районе 25 %.

 

[KV1237542]

Нет все верно более менее так оно и есть, это у Вас Анатолий много за уши притянуто

 

[свободник]

...А вот мнение одного из комментаторов меня зацепило...

Неимоверно оптимистичные расчёты коня в вакууме, то есть где-то очень далеко от реальных палок/тряпок. Это больше похоже на математическую модель, когда крыло всё целиком двигается вертикально. Механизм качания этой леталки съест всё АК. Про обеспечение управляемости полёта думать боюсь 🤓
Товарищ в облаках летает.

P.S. Какое-то время интересовался полётом "больших" перелётных птиц. Пересмотрел кучу видео. В принципе, при равномерном полёте, независимо от положения в пространстве, крыло старается всегда создавать постоянную вертикальную силу, направленную вверх. При махе вверх тоже, только идёт потеря горизонтальной скорости "тушки". То есть, тельце колеблется вперёд/назад довольно ощутимо.
И ещё сложилось стойкое мнение, что если было бы физиологически возможным превратить суставы тела в подшипники, то птицам это махание нужно как лысому ращёска 🤓

 

[Aleksfomik]

Такс. Я вижу что автор комментария явно оговорился (в конце цитаты). Наверняка он имел ввиду: "... Заодно медленно поднимая крылья."

Автор комментария говорил об увеличении в 1,4 раза не горизонтальной скорости полёта, а вертикальной скорости снижения.

 

[Anatoliy.]

Нет все верно более менее так оно и есть, это у Вас Анатолий много за уши притянуто

Что конкретно у меня притянуто за уши?
Это про скорость обдува крыла которая вызывает подъемную силу, и которая зависит от квадрата скорости?
Квадрата скорости поперечной хорде или продольной вдоль хорды?
Или Вы считаете, что тушка махолета может лететь без снижения, когда крылья при этом опускаются вниз со скоростью планирования махолета без махов, то можно таким образом поддержать полет без снижения?
Только как быть с тем, что не все части крыла опускаются вниз с равной скоростью.
А что потом будет когда крылья начнут подниматься с той же скоростью?
Тушка махолета просядет на двойную глубину и тем самым всё вернется к потере высоты как при планировании не шевеля крыльями.

Или Вас заворожило безграмотное высказывание про КПД в 90 - 95 % ???

 

[Anatoliy.]

Автор комментария говорил об увеличении в 1,4 раза не горизонтальной скорости полёта, а вертикальной скорости снижения.

Но автор уверял, что подъемная сила подрастет в квадратичной зависимости от этой вертикальной скорости снижения.
Так какую скорость относительно воздуха вставляют в формулу подъемной силы? Поперечную или продольную?
А может быть это скорость обдува крыла?

И еще вопрос.
У вас как то очень большие буквы получаются при копировании текста сообщений.
У Вас там что за телефон, бабушкофон с крупными буквами ???

 

[Timerkhan]

Вставлю своё мнение. Если просто махать плоскостями, то не будет махолёт летать. Как стрекоза ещё может, но эта конструкция будет не проще вертолёта. Птица при взлёте работает крыльями, словно вёслами, полёт же происходит планированием. При опускании крыла вниз, подъёмная сила на концах крыла просто поднимит фюзеляж и корни крыла вверх, создавая дополнительное сопротивление потоку. наоборот при взмахе крыла вверх. Конечно хочу увидеть махолёт способный летать, но для нормального полёта он должен иметь гибкое крыло, способное менять угол атаки по всей длине крыла, от положительного на корне крыла до отрицательного на концах. К сожалению моего красноречия не хватает, чтобы описать моё видение решения проблемы создания полноценного махолёта. и правильно писали, для механического ЛА лучше винта движителя ещё не придумали, но надеюсь, что это изменится.

 

[Aleksfomik]

У Вас там что за телефон, бабушкофон с крупными буквами ???

А давайте мы с вами обойдёмся без оскорблений и унижений по возрастному и половому признакам, ладно?

Специально я размер шрифта не увеличивал, какие были такие и заскринил.

 

[Aleksfomik]

Но автор уверял, что подъемная сила подрастет в квадратичной зависимости от этой вертикальной скорости снижения.

Слушайте, если автор в чём-то выразился не совсем точно, это не повод чтобы ставить всё с ног на голову, своевольно подменяя одно другим.
А вообще в формуле подъёмной силы крыла есть не только значение скорости, есть и значение коэффициента подъёмной силы, который помимо остального зависит и от угла атаки.

Подъёмная сила при махе крыла сверху вниз может увеличиться и из-за увеличения скорости набегания потока на двигающееся вниз крыло (при том, что горизонтальная скорость полёта аппарата останется практически неизменной. Если сразу не поймёте об чем я декларирую, попросите. Я объясню.) и одновременно с этим из-за увеличения углов атаки элементов двигающегося вниз крыла. Акцентирую: не углов установки, а именно углов атаки.

 

[Aleksfomik]

но надеюсь, что это изменится.

Нуканешнажаизменится. Кудыжоноденется?

Вона, Тофик Мамедов соберётся с мыслями и стрельнёт своей новой идеей и ... полетит аки мыш серая...

 

[Aleksfomik]

При махе вверх тоже, только идёт потеря горизонтальной скорости "тушки". То есть, тельце колеблется вперёд/назад довольно ощутимо.

Смотрел один слоумоушн-ролик с орлом, летящим промеж контейнеров против сильного ветра. То есть фактически орёл практически оставался на одном месте относительно всех объектов, находящихся в кадре. Никаких продольных колебаний тушки в такт взмахам крыльев я не заметил.
Так же в сети есть ролик (тоже слоумоушн) с сорокой. Но тот был в виде подготовленного эксперимента. Сороку принудили лететь внутри аэродинамической трубы против ветра, дующего с разными скоростями. И на тех кадрах никаких продольных колебаний в строгом соответствии тактами взмахов крыльев тушка не демонстрировала.

 

[свободник]

Никаких продольных колебаний тушки в такт взмахам крыльев я не заметил.

Глянул первое что попалось - про гусей. Отчётливо вижу продольные колебания тушки. Просто они глазу менее заметны чем вертикальные, которые не есть колебания центра тяжести летящего объекта. Например, при махе вниз, тельце уходит вверх относительно общего центра тяжести. Крылья ведь тоже имеют массу, и не малую.
Естественно чем выше АК леталки, тем меньше продольные колебания, которые вижу я. Возможно это не совпадёт с тем что видите Вы 🤓
Суть в другом. При махе вниз должен происходить избыточный толчёк по курсу, а потом уже запасённая энерция расходуется на сохранение подъёмной силы движущегося вверх крыла.
Если создатель "махалки" пытается получить силу тяги по курсу ещё и при махе вверх, то это однозначно фиаско.
Имхо естественно.

 

[argentavis]

Крылья ведь тоже имеют массу, и не малую.

Какую не малую?
Гусь весит около 7-8 кг. Крыло весит грамм 150.
Сосед держал гусей, и когда забивал я однажды попросил целое крыло от плечевого сустава. Так и лежит высушеное.
Так вот ЦМ крыла находится на 15% размаха.
В корне у плеча сконцентрированы основные мышцы складывания, раскрытия крыла. В кисти и локтевой части они неботльшие. А маховыеперья в сравнении с ними почти ничего не весят. И они длинее, чем вся суставная часть крыла.
Поэтому масса крыла влияет на вертикальные колебания тушки чисто теоретически.