Самолет Болдырева (с колеблющимся предкрылком)

[henryk]

сам факт существования крыла, нормально работающего до углов атаки 45 градусов, неординарен, особенно если это крыло бОльшего удлинения, чем треугольное или круглое в плане. Исследовать это конечно же нужно. Но не получится из этого панацея от всех бед.

-извините,что втискиваю в тему с активным предкрылком мою
"болячку"=крыло КАСПЭРа!
оно отлично работает на углах больше 30 град\вихревое обтекание,качество порядка 20-ти\.и совсем неплохо при потенциальном обтекании\качество 30 при удлиннении10\.

 

[ВВП]

  - кстати, в ходе экспериментов с вибродвижителем в виде плоской и упругой пластнки, я зафиксировал снижение его эффективности при работе как над поверхностью, так и между поверхностями. Такой же эффект наблюдался и при обдуве.

 

[KAA]

Ну,с обдувом-то понятно,а вот с поверхностями не ясно. Какая форма поверхностей была? Если поверхность плоская,то прибавки тяги и быть не должно.

 

[Bиктор]

Натолкнулся на удивительное утверждение, читая об аэроупругости...

"В 40-х гг. в Центральном аэрогидродинамическом институте под руководством С. П. Стрелкова были созданы экспериментальные установки и проведены измерения нестационарных аэродинамических коэффициентов на колеблющихся крыльях конечного удлинения. Численный метод расчёта нестационарных аэродинамических характеристик летательного аппарата на основе схемы дискретных вихрей разработан С. М. Белоцерковским. "

Кто-нибудь знает, как посмотреть работы или результаты ЦАГИ того времени, упомянутые в этой цитате?
А может быть известны примеры применения этих результатов?

 

[KAA]

To ВВП: А как сходятся результыты ваших экспериментов с теориями "рыбьих хвостов"? Я могу дать формулы Болдырева для колеблющейся пластины,можно сравнить расчётные тягу и потребляемую мощность с вашими экспериментальными данными.

 

[lav]

  - кстати, в ходе экспериментов с вибродвижителем в виде плоской и упругой пластнки, я зафиксировал снижение его эффективности при работе как над поверхностью, так и между поверхностями. Такой же эффект наблюдался и при обдуве.

Возможно я что-то пропустил из сказанного Вами ранее ,но я не понимаю о чём вообще идёт речь...какие эксперименты?  c каким приводом, с какими поверхностями ,о каком режиме кроме обдува идёт речь,...меня эта тема очень интересует...пожалуйста, расскажите подробнее о своих экспериментах.
   

Не просто заявляется,дело в том,что в присутствии крыла тяга системы больше,чем у изолированного колеблющегося предкрылка. Экспериментально подтверждено.Отсюда вывод-крыло создаёт некоторую тягу. Есть и теоретическое обоснование этому.Есть и формулы для расчётов

   Только собрался поделиться своими соображениями относительно физики этого явления, да призадумался, ....Ваше теоритическое обоснование и расчётные формулы, видимо , исходят из отчётов ЦАГИ?...и было-бы разумно сначала познакомиться с ними...подскажите как это сделать?

 

[KAA]

Обратиться к Е.Д.Сорокодуму.У него есть архив по данной теме.За разумную оплату получите копии документов. Впрочем,может и как-то по-другому договоритесь.

 

[ВВП]

  - давайте формулы. Но примите во внимание, что я использовал гибкую пластину.

 

[lav]

То ВВП
Прошу прощения за беспокойство! Вернулся в начало ветки и всё стало ясно.

Обратиться к Е.Д.Сорокодуму.У него есть архив по данной теме.За разумную оплату получите копии документов. Впрочем,может и как-то по-другому договоритесь.

Можно подумать,что Сорокодум нанял Вас в качестве коммерческого агента?...судя из сказанного ранее у Вас такие документы есть  и ВЫ просто не захотели поделиться информацией...а мне всего-то хотелось узнать насколько близко Болдырев подошёл к пониманию физической сути явления... ведь теоритические работы Голубева по машущему крылу тогда уже были опубликованы..но было мало (из-за технической невооружённости исследователй ) экспериментальных работ. Судя по некоторым Вашим репликам по теме ,в тех документах,что есть у Вас нет адекватного представления кинематики и динамики машущего крыла (предкрылка).
Я не могу выделить из своей пенсии средства на покупку этих материалов и потому рискну опубликовать свою версию ,не думая о том насколько она коррелирует с научными отчётами. Более того Вы мне не конкурент...я занимаюсь чисто махолётом ... а Вам может пригодится.
Коротко по сути: (для  глубокого проникновения в тему надо прочитать теоритические работы Голубева и др.и ознакомиться  с современными экспериментальными работами напр. Татьяны Хубель) так вот-

За машущим крылом  образуется кильватерный след в виде обращённой вихревой дорожки Кармана...она отличается от обычной дорожки Кармана ,созданной силами сопротивления (при обтекании обычных тел)только направлением вращения составляющих её вихрей и направлением кумулятивной струи.Каждая пара вихрей обладая порцией кинетическои энергии ссбщенной им машущим крылом (в нашем случае предкрылком) обладает способностью к самодвижению в направлении кумулятивной струи(так .наз. обратный реактивный эффект)....а вся струя над верхней поверхностью неподвижного крыла (в нашем случае)  есть индуцированный интегральный поток объяснящий суперциркуляцию и тягу на такой комбинации планов! Попутно  в месте касания вихрями поверхности крыла возникает "обращённый" пограничный слой с обращённой эпюрой скоростей(см. рисунок) т . е.силы трения обращаются в тягу! Чем больше частота (при фиксированной скорости полёта )тем большее число вихрей и большее время контактирует с поверхностью и успевает отдать больше энергии не унося ее с собой за пределы крыла этим  объясняется повышенный эффективный размах ,несрываемость на больших углах и многое другое!Верхнюю дорожку вихрей можно рассматривать как распределённый по хорде эжектор...и т. д.
 
Прошу прощения за плохое разрешение рисунка-пережал влезая в лимит.

 

[KAA]

lav,
1) я поражён вашими глубокими познаниями в теме!Я вот даже не все термины понял. Снимаю шляпу,так сказать.
2) Данные исследований Болдырева Вам действительно не нужны-Вы и так много знаете,а использовать их на практике  не собираетесь.
3) Ваше видение процесса,отличается от Болдыревского,но не факт,что он во всём прав. Имеющиеся снимки дымовых спектров обтекания не дают ясной картины.Хотя Ваш вариант объяснят тягу,возникающую на основном крыле,но не объясняет подъёмной силы,возникающей на месте. Более того,обтекание крыла по вашей схеме уменьшает её в движении.А по опытам,она естесственно растёт.
Так вот,Болдырев полагал,что верхний ряд вихрей не работает вовсе,а нижние вихри не могут быть такими же, как в свободном потоке,и индуцируют(превращаются в) переменный вихрь вокруг крыла.Который хорошо объясняет подъёмную силу.
То,что Болдыреву не была полностью ясна сущность процесса видно из следующего:
-изложенная им теория не позволяет оптимизировать геометрические параметры элементов системы и режимы её работы.(Получается,что желательно иметь максимальную частоту и хорду предкрылка)
- для последних экспериментов были выбраны параметры моделей, обеспечившие наихудший результат.
Пы.Сы. Я сам приобрёл эти архивные материалы указанным мной выше способом,когда это стало насущной необходимостью, и конечно не собираюсь делиться ими с каждым любопытствующим.Только с соратниками и сподвижниками.

 

[KAA]

ВВП,вот формулы:
Тяга колеблющегося предкрылка

X=[ch960]*[ch961]*[ch969][ch178]*[ch947][ch178]*R[ch179]*(1-µ[ch178])/8 , где
[ch969]=2*[ch960]*n –циклическая(круговая) частота колебаний.
[ch947]- угловая амплитуда колебания
R-расстояние от оси вращения до задней кромки
µ=V/[ch960]*n*R –характеристика режима
мощность
N=[ch960]*[ch961]*[ch969][ch179]*[ch947][ch178]*R[sup]4[/sup]*(1-µ[ch178]/2)/1200 (л.с.)

 

[ВВП]

  - совпадает только общяя зависимость (квадрат и куб для тяги и мощности от частоты). Да и не удивительно, т.к. есть ярко выраженные экстремумы. Даю для проверки три замера: пластина А: 200х180 и В: 180х160мм, радиусы 200 и 180мм соот., амплитуда +/-8,5град.
А - частота 41 гц, тяга 0.52кг, мощн. 0.17л.с.
В -               45               0.39                0.17
                    47                0.52                0.25

 

[ingener]

ВВП,вот формулы:
Тяга колеблющегося предкрылка

X=[ch960]*[ch961]*[ch969][ch178]*[ch947][ch178]*R[ch179]*(1-µ[ch178])/8 , где
[ch969]=2*[ch960]*n –циклическая(круговая) частота колебаний.
[ch947]- угловая амплитуда колебания
R-расстояние от оси вращения до задней кромки
µ=V/[ch960]*n*R –характеристика режима
мощность
N=[ch960]*[ch961]*[ch969][ch179]*[ch947][ch178]*R4*(1-µ[ch178]/2)/1200 (л.с.)

Приведенные формулы имеют оценочный характер и реальная тяга будет весьма заметно отличаться. Их смысл - то же, что и для идеального винта - учитывается масса и скорость отбрасываемого назад воздуха. Только в отличие от винта реальные потери у колеблющегося предкрылка больше и теория от практики заметно дальше.

 

[ВВП]

  - забыл отметить: приведенные мощности - потребные, т.е. приводы и прочие "паразиты" отсечены.

 

[lav]

Ваше видение процесса,отличается от Болдыревского,но не факт,что он во всём прав. Имеющиеся снимки дымовых спектров обтекания не дают ясной картины.Хотя Ваш вариант объяснят тягу,возникающую на основном крыле,но не объясняет подъёмной силы,возникающей на месте. Более того,обтекание крыла по вашей схеме уменьшает её в движении.А по опытам,она естесственно растёт. 

Ну как-же не объясняет?! Перед крылом установлен генератор струи(он мог быть и винтовым) обдувает крыло и на нём образуется подъёмная сила на месте.В полёте величина подъёмной силы зависит от угла атаки и скорости ,которая в свою очередь зависит от располагаемой тяги на данной скоростии, которая неизбежно уменьшается при  увеличении скорости(такова природа любого воздушного движителя) ...в результате приращение подъёмной силы прекращается.т.е. в этом отношении всё как обычно..Вы очевидно, имели в виду рост эквивалентного Су до 7 что позволяет значительно уменьшить взлётную скорость и пр....то что даёт суперциркуляция ...и получение  такого режима с минимальными энергозатратами легче организовать при помощи машушего (или колеблющегося) предкрылка...трудности сугубо конструктивно- технологического порядка преодолимы!

 

[SKR]

Гидродинамика дельфинов:
file.pdf

О полёте птиц

 

[KAA]

Перед крылом установлен генератор струи(он мог быть и винтовым) обдувает крыло и на нём образуется подъёмная сила на месте.В полёте величина подъёмной силы зависит от угла атаки и скорости 

По вашей схеме,подъёмную силу создаютвихри нижнего ряда "катящиеся" по поверхности крыла!А показанная вами эпюра скоростей у поверхности крыла,даёт следующую картину: по мере набора скорости,скорость потока у поверхности уменьшается до 0,затем опять начинает расти,следовательно подъёмная сила также уменьшается,и.т.д.     

 

[lav]

По вашей схеме,подъёмную силу создаютвихри нижнего ряда "катящиеся" по поверхности крыла!А показанная вами эпюра скоростей у поверхности крыла,даёт следующую картину: по мере набора скорости,скорость потока у поверхности уменьшается до 0,затем опять начинает расти,следовательно подъёмная сила также уменьшается,и.т.д.

Ни верхние ни нижние вихри непосредственно подъёмную силу не создают!Обладая кинетической энергией вращения они разгоняют кумулятивную струю дорожки отдавая ей свою энергию...эта струя  есть и тяга и суперциркуляция!Эпюра скоростей относится только к толщине пограничного слоя толщиной доли миллиметра...и  стрелки показывают направление протяжки верхней поверхности крыла вперёд ( через  момент сил трения активных "роликов")т.е.нижние "ролики" не просто подшипники.. качения....это ещё и привод.Верхний ряд роликов ,подсасывая дополнительную массу в поток, выполняет эжекторную функцию. В результате большая часть кинетической энергии вихрей расходуется в активном и реактивном приводах.(а не теряется с потоком)

 

[KAA]

Понял!Обоснованная версия.
Кстати,у летающего крыла Каспервинг,на определённых режимах,большая часть подъёмной силы создаётся именно присоединённым вихрем.

 

[lav]

Понял!Обоснованная версия.
Кстати,у летающего крыла Каспервинг,на определённых режимах,большая часть подъёмной силы создаётся именно присоединённым вихрем.

Лучше называть такой вихрь "захваченный", что -бы не путать с присоединённым (виртуальным) вихрём Жуковского. По энергетическому происхождению "захваченный" вихрь является паразитом -  он существует за счёт отбора энергии у ЛА...но хорош тем ,что "не жадничает" и большую часть своей энергии передает погранслою в самый нужный момент- на критических углах атаки...обеспечивая большой Су при неплохом качестве .