Экранопланы.

[daredevil]

А про разные профилИ, это Вы как видите, например???

Задний уж точно понадобится с более поздним срывом, чем передний. Впрочем, если ПГО будет в виде диска - то даже плоское с острыми кромками, оно даст максимум Су в районе альфа 35. Чтобы основное крыло, "держащее" до абсолютного альфа 25, не прошло свой критический угол раньше ПГО, продольный V на максимальном тангаже должен превышать 10 градусов. Ради этого, возможно, имеет смысл сделать дисковое ПГО цельноповоротным.

 

[PFELIX]

Слишком сложно, а 10 градусов, -- слишком много.

 

[daredevil]

10 - это на максимальном тангаже. Думаете, у обычной утки с РВ, опущенным до отказа, V сильно меньше (если считать по абсолютным альфа)? Если изначально 3, то отклоняя руль (меняя профиль), остаётся добрать 7. Отклоняя всё переднее крылышко, можно получить и больше. И тогда не понадобится high-lift профиль для основного крыла. Впрочем, экраноплану диск спереди не годится.

 

[PFELIX]

Думаю, на основном рабочий 4 (макс 6) градуса, эффективный соответственно 6-8.
Правило продольного V примерно таким образом, что балансировка выполнится примерно на 1,4 альфа основного.
Примем средние из указанных т.е. 5 и 7 эффективные на корме и впереди соответственно.
Если на носу добавить пару градусов, то аппарат сбалансируется на тангаже 5, с углами 10 и 14 соответственно.
И это -- про ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ полёт. При траектории с набором мерять надо от угла траектории.

 

[daredevil]

Подумалось: чтобы выйти на критические альфа, не обязательно энергично работать РВ. Может быть неожиданный порыв ветра, опасный на посадочных углах атаки.

Надо смотреть в конкретном случае, на сколько меняется продольный V для балансировки на посадке. Чем более пологий график Cy(a) у ПГО - тем больше. И 10 градусов, наверно, можно обеспечить. Так что пока не вижу причин отметать ПГО очень малого удлинения как альтернативный рецепт безопасной утки.

Но с шайбами на ПГО, думаю, он полюбому не будет безопасным. Срыв будет резким, с клевком.

 

[PFELIX]

Не со всем могу согласиться
1. Какие посадочные углы у экра? Можно придумать (так спроектировать), что после касания он (сам) делает дифферент на корму, но это уже НЕ АЭРОДИНАМИКА.
Момента инерции должно хватить (если Вы о нестационарности), чтобы порыв ветра так уж прямо дестабилизировал, на то и есть продольное V,
2. В начале следующего абзаца опять -- двусмысленность, но, вот, боюсь что НИ С одним из возникающих в голове тезисов согласиться не смогу.

Чем более пологий график Cy(a) у ПГО - тем больше

. . . тем, что . . .??? , могу согласиться лишь с тем, что тем больший установочный угол мы можем себе позволить БЕЗ срыва , следовательно, -- бОльший к-т продольного V (тот, который в пред. примере 1,4)
3. 10 обеспечить можно.
4. И я не вижу, особенно, если проектировать СИЛЬНО привязанный к экрану аппарат.
5. В экране -- не страшно, а в не его эффективное удлинение сильно уменьшится, Полагаю до срыва -- далеко. Кстати, на модели поплавки по концам консолей (не знаю, как их назвать, пусть будут шайбовыми) были только на ПГО.

 

[daredevil]

тем, что . . .???

Разумеется, большие углы атаки касаются поведения аппарата, по какой-то причине ушедшего от экрана.

 

[PFELIX]

По моему Вы опять -- "за своё".
Я правильно понимаю, что Вы решили устойчивость пологостью Су ПГО (а установочные углы одинаковы???)?
Однако, по смыслу (будем считать, что) углы указаны для основного крыла (кормы).
У меня вопрос, почему Вы решили, что Су кормы должен быть обязательно ВЫШЕ (больше), чем на ПГО?
Второе, в моём понимании альфа аппарата на крейсере =0.
Не готов полностью указать ВСЕ Ваши ошибки, и, возможно, в какой-то мере Вы правы, но для меня всё (Ваша задачка) решается вот так:
da = dtng * (kV - 1), где
da - изменение угла атаки ПГО
dtng - изменение угла атаки аппарата
kV - к-т продольного V (= aпго/aок на крейсере).
И в этой ф-ле я не вижу скрытого Су по альфа.

А к Вашему графику ещё вопросы,
Почему точка 2 не наверху, не на линии задней плоскости?
Каков физический смысл серой прямой?

 

[PFELIX]

И в этой ф-ле я не вижу скрытого Су по альфа.

Точнее, он и определяется обратным соотношением углов (отношение Су по альфа).
Чтобы разобраться, -- лучше следовать от простого к сложному, вычленяя отдельные иксы,
Например, принять, что на крейсере Су-ки РАВНЫ. Треугольники красивее строятся.
Ну, так и получается. Я про обратно соотношение. Можно говорить, том, что ДА, чем положе -- тем дальше сдвигать, но по мне формула выше и правильнее и однозначнее.
Она в себе учитывает и изначальное соотношение Су-ков и т.п.
Представьте, что спроектировали экр с ПГО малого удлинения (Су ОЧЕНЬ пологий), устойчивость решается "игрой на отстояниях", и потому альфа -- одинаковые. А те секунды, когда перепрыгиваем через препятствие -- устойчивость обеспечивается пилотом. Вобщем, ничтожного изменения на ПГО достаточно, чтобы без пилота аппарат сам ВООБЩЕ не занял устойчивого положения. и НЕ ВАЖНО, насколько пологий на ПГО Су.
Разумеется, подразумевая скорости, когда экран уже практически не нужен.

 

[IGOR F]

Почему отказались от круглого крыла для экранолёта ?
Оно практически не срывается Для экрана должно хорошо подойти
В самолётном режиме аэродинамическое качество 3 слишком мало,
но для кратовременого полета его достаточно
Думаю двухместный аппарат, при взлётном 500 кг, диаметре 5 м и мощности 110 лс неплохо бы летал
Крыло можно сделать надувным из ПВХ тканей, что резко снизит себестоимость

Экспериментальный экраноплан ЭС-1.
Разработчик: ЦЛСТ, Ю.В.Макаров
Страна: СССР
Первый полет: 1971 г.
Для изучения устойчивости и управляемости крыла круглой формы в плане при движении над опорной поверхностью, а также для исследования возможности использования сверхлегкого экраноплана для спасательных целей в ЦЛСТ в 1971 году конструктором Ю.В.Макаровым, выпускником МАТ, был разработан и изготовлен экранолетный стенд ЭС-1.
ЭС-1 оснащался водоизмещающим корпусом-лодкой с небольшими «скулами» и плоским днищем (испытания предполагалось проводить, в основном, при движении по мелководью, льду и снегу). Периферийная часть крыла, которая составляла 30% его площади, была гибкой. Это обеспечивалось тем, что крыло экраноплана было выполнено комбинированным. Центральной, жесткой части крыла был задан плоско-выпуклый профиль относительной толщины 6%. К жесткой части крыла была пристыкована гибкая кольцевая поверхность из листового полиэтилена, увеличивающая диаметр крыла до 3,6 м.
Экраноплан имел Т-образное хвостовое оперение и цельноповоротный стабилизатор, элероны отсутствовали. Управление по крену осуществлялось рулем поворота. За фонарем кабины располагался двигатель с толкающим винтом.
ЛТХ:
Длина, м: 4,4
Размах, м: 3,6
Площадь крыльев, м2: 10
Вес, кг
-пустого: 70
-взлетный: 150
Двигатель: 1 х ПД М-107
-мощность, л.с.: 9
Скорость, км/ч
-максимальная: 100
-посадочная: 50
Высота полета на экране, м: 0,5
Экипаж, чел: 1.

 

[daredevil]

Почему точка 2 не наверху, не на линии задней плоскости?

Потому что точка 1 (крейсер) тоже не на линии задней . Cy переднего и заднего не одинаковы в обеих точках, а их соотношения одинаковы.

Каков физический смысл серой прямой?

Это линия объединяет значения, которые должно принимать Cy передней поверхности, чтобы соотношение Су передней и задней было постоянным.

Например, принять, что на крейсере Су-ки РАВНЫ.

Да, так нагляднее. Тогда серая линия совпадёт с линией основного крыла (синей).

Что касается уравнений - действительно, из условия балансировки* Yп/Yз = Aп/A = const, где Y - подъёмные силы передней (п) и задней (з) поверхностей, Aп - альфа передней, A - альфа аппарата, равный (условно) альфа задней - получается:

dV/dA = Vк/Aк = (Aпк/Aк - 1) или dV = dA(Aпк/Aк - 1). Обозначения см. на рисунке, к значит крейсерские.

* - при неподвижных ЦД.

 

[daredevil]

Почему отказались от круглого крыла для экранолёта ?

По-моему логичнее не круглое, а циммерман (из двух полуэллипсов, передний более вытянутый поперёк, чем задний). Срывные характеристики у него примерно как у диска (при том же удлинении), а качество лучше. Только придётся придать ему шатровость, чтобы обеспечить б.-м. постоянный зазор между задней кромкой и экраном. Добавить консоли, чтобы обеспечить поперечную устойчивость вдали от экрана. И получится очень похоже на схему Липпиша, а вот что у неё будет с фокусами - надо смотреть. Напомню, Грунин (конструктор ЭСКА-1) писал:

Чтобы понять закономерность разбега фокусов, экспериментаторы исследовали самые различные типы крыльев. Оказалось: в присутствии экрана степень разбега находится в прямой зависимости от формы крыла в плане. Из них только одно (!) обладает минимальным разбегом - это треугольное крыло с задней кромкой обратной стреловидности 45-60° и удлинением 1,7 - 2. Мало того, в силу самой геометрической формы крыла фокус по высоте размещается впереди фокуса по углу атаки. А это главное условие продольной устойчивости в полете над экраном! На рисунке 4 показано положение основных аэродинамических сил, действующих на экранолет.

___
Я, правда, не очень понимаю, как у треугольного крыла с задней кромкой 45 может быть удлинение 2, а не 4. Только если передняя кромка тоже имеет обратную стреловидность. Но я думаю, имелось в виду не это, а либо трапециевидное крыло, либо "удлинение" полукрыла.

 

[daredevil]

если передняя кромка тоже имеет обратную стреловидность.

Поправка. Не обратную. Причём, чтобы удлинение было 2, она тоже должна быть 45 (ромб).

 

[PFELIX]

Когда я в 2010-м зарегился на форуме и представил примерный облик малого экспериментального аппарата
https://reaa.ru/threads/ehkranoplan.8110/post-522711 ,
Владимир Середа спросил меня, чем же он привязывается к экрану. Не совсем так, но суть та.
На 3D-модели шайб не представлено, но они небольшие шайбы-поплавки предусматриваются.
А что делать с ПГО в виде диска? В тех поплавках, что на рисунке выше (ЭС-1), особого смысла не вижу.

 

[PFELIX]

чтобы удлинение было 2, она тоже должна быть 45 (ромб).

Почему у меня получается корень из 2?

 

[daredevil]

Почему у меня получается корень из 2?

Что-то я запутался (хотя скорее не я). В формуле лямбда = L^2 / S (которая есть даже в ГОСТе 22833-77) имеется в виду размах реального крыла или эквивалентного прямоугольного?

Но даже с эквивалентным крылом 2^0,5 чё-то не получается.

А что делать с ПГО в виде диска?

Делать подобие шатра, как сделано у ЭС-1 и у Липпиша.

 

[PFELIX]

Но даже с эквивалентным крылом 2^0,5 чё-то не получается.

Ромб с кромками под 45 - это квадрат. Если бы он стоял как квадрат, удлинение было бы 1.
А если его развернуть по диагонали, площадь не поменяется, а размах увеличится в 2^0,5.

Делать подобие шатра, как сделано у ЭС-1 и у Липпиша.

Есть много компоновок, так называемых интегральных. Так и хочется всё пространство толстого крыла превратить в грузовой отсек. Либо подельщики делают что-то кургузое, не имея достаточно средств и/или соответствующего ангара.
В результате ищут волшебное средство -- применить "что-то" для своих задач.
Собрали всё в 1 корпус -- круто. А дальше что? Качества . . . -- НЕТ. Устойчивости нет. Ради чего боролись?
Что-то за последние 100 лет развития коммерческой авиации самолёты не стали сильно интегральными.
Вспоминаю в классе 6-7-ом сделал простенький планер, который неплохо летал. Но надо, чтоб ещё лучше.
"Всё же просто и очевидно". . . Значит, надо увеличить крыло. Что-то лучше планер летать НЕ стал.
В учебнике Егера по проектированию ЛА есть формула суммы относительных масс основных агрегатов ЛА.
Она по определению всегда равна 1. А относительные массы для однотипных самолетов соответствующих агрегатов примерно равны.
Я понял, что всё чего я мог тогда добиться сделать такой же планер, только бОльшего масштаба.
Большее крыло потребует для обеспечения устойчивости большее ГО и плечо, и пошло-поехало.
Самолёт, ПРИНЦИПИАЛЬНО лучший (читай эффективный), чем А320 (или широкофюзеляжные), ну, . . . уже НЕ сделать.
Делать серьёзный аппарат (а не аттракцион) с заведомо известными проблемами устойчивости, и при ЭТОМ применять интегральные компоновки, -- ИМХО, это признак либо безысходности, либо прожектёрства, либо неграмотности.

 

[казак]

А как Вам такая интегрированная утка ? Это гидросамолёт , а для экра можно увеличить хорду переднего крыла .. Применение компоновок летательных аппаратов с интегрированными элементами конструкции и силовой установки | Контент-платформа Pandia.ru

 

[казак]

Делать серьёзный аппарат (а не аттракцион) с заведомо известными проблемами устойчивости, и при ЭТОМ применять интегральные компоновки, -- ИМХО, это признак либо безысходности, либо прожектёрства, либо неграмотности.

Финита ля комедия для PFELIX ?

 

[KAA]

Что-то за последние 100 лет развития коммерческой авиации самолёты не стали сильно интегральными.

Коммерческие-не стали, а боевые-где напряжённей борьба за ЛТХ, давно уже!

Призрак поколений: в США представили стратегический бомбардировщик B-21 Raider

Станет ли он новым этапом в развитии боевой авиации и насколько его появление изменит противостояние ядерных держав

iz.ru

Успешные любительские планеры и самолёты интегральной схемы также появлялись на протяжении 95 лет.