Аэродинамика

[henryk]

на одном из снимков КАСПЭРВИНГа в полёте на малых углах

http://www.lightsportaircraftpilot.com/kasperwing_ultralight/images/kasperwing/kasper.jpg

 

[Gambic]

    061 061 061

   Посреди недавно всплывшего скуловоротного "Аэродинамического расчета"  N+1-го (при N [ch8594] [ch8734]) самоделкинского проекта, промелькнуло интересное замечание про "винт в кольце". Посмотрел разделы про ВМУ и пропеллеры – не нашел там веток про кольца. Вот та заметка:
    

   В моей практике применение кольца для ВВ было дважды - и оба раза в дирижаблях.Кольцо при этом было совершенно необходимым элементом,предохраняющим оболочку от разлетающихся с концов лопастей пылинок,льдинок,секущих и оставляющих полосу эрозии на оболочке.Понятно,что получить задаром еще немножко дополнительной тяги было бы заманчиво,но,поглубже разобравшись в вопросе понял,что замахиваться на это (по крайней мере,в существующих реалиях) бесполезно.Дело в том,что кольцо станет работать совместно с винтом лишь при очень небольших зазорах между концами лопастей и обечайкой кольца (единицы миллиметров),в противном случае перетекания сквозь щель полностью убивают эффект,делая даже хуже,чем вовсе без кольца.
    И гонки силовой установки полностью подтвердили это предположение:вначале сняли статическую тягу со снятыми кольцами,получив исходный результат,сравнивая с которым можно судить о правильности прогнозов;затем установили кольца,которые фактически представляли собою простые обечайки как у решета,даже с защитной сеткой спереди,зазор между концами лопастей и обечайкой составлял около 15 мм.Тяга винтов снизилась (заметно) - для поиска причины закрепили ленточки в разных местах,чтобы разобраться с формой струи как входящего,так и отбрасываемого воздуха:велико было удивление,когда обнаружили,что ленточки на задней кромке кольца вместо того,чтобы отклониться на некоторый ожидаемый угол к оси струи,втянулись внутрь кольца и влезли в щель между концами лопастей и обечайкой кольца.Это свидетельствует,безусловно,о подсасывании воздуха и противотоке в данной щели.
    Решение было - сделать обечайку перфорированной, дабы по возможности приблизить винт к изолированному: после этого статическая тяга вернулась к исходным значениям.
    Вывод из вышесказанного таков,что сложность почти наверняка превысит расчетный выигрыш при существовании реального риска вместо выигрыша проиграть. А увеличенный винт дает гарантированный прирост стат. тяги.

  Действительно,  результат странный. Вроде  давно известно, что винт в кольце повышает тягу на 10–15%.  А тут  (у маевцев?) такие казусы... Обратный ток воздуха...
   И тут мне закралось сомнение: они же не ради тяги ставили обечайку при внешнем лимите диаметра, а для защиты шкуры?.. А что, если они на обычный "свободный" винт надели кольцо, оставив обычные законцовки у лопастей?.. Смотрю в Интернет, и точно:

   Таким образом они выкинули на помойку всю пользу от обечайки, оставив не просто зазор, а целые "дыры"  для обычного концевого вихря, и еще удивляются, что в нем скорость направлена "вверх" против скоса. Весь смысл у кольца, что оно не дает сужаться струе в [ch8730]2 и тем самым засасывает больше воздуха – большую массу кидает назад, и потому выше тяга.
    А они, при эллиптической форме в плане, учинили кольцо из какой-то сеточки...   Юрьев в гробу бы перевернулся от такого позора, а они на МАКСе его выставляли – по фиг!..  Не уж то никто из аэродинамиков не увидел этой нелепицы?.. Вот что значит "не чувствовать аэродинамику" – 10% тяги (а то и больше при 4-х лопастях) коту под хвост...

 

[henryk]

большую массу кидает назад,

F тяги = m * a =m*dV/dt

a не = масса * скорость !

ЗЫ=относительно отуннелированного винта/вентилятора=

всё можно делать хорошо или делать плохо...

нпр.Чехи получают от 0,55 м вентилятора 70 кГс тяги с 30 лс мотора!(хотя у них щель 3-1 мм=диаметр вентилятора растёт при 7000 на 2 с лишним мм !!!)

http://www.aerosystems.biz/video.htm

 

[henryk]

Вот что значит "не чувствовать аэродинамику"

-насколько я вижу,повествование идёт про аэродинамику стационарную...

а есть уже и нестационарная и (горе нам!) нелинейная !!!

они сулят возможности намного больше,но и сама намного сложнее =вихрь гонит вихрь,направления обтекания постоянно меняются,какой-то киш-миш .

 

[КВА]

F тяги = m * a =m*dV/dt

a не = масса * скорость !

Извините, но эта масса, ускоренная в винте за секунду, а эта секунда, ушедшая под скорость превращает ее в ускорение. То же самое.

 

[КВС35]

Вопрос по аэродинамике.Два самолета с одинаковым весом летят с одинаковой скоростью.У первого крыло размахом 10м и хордой 2м,у второго размах 10м а хорда 1м. У какого самолета при этом больше индуктивное сопротивление.

 

[TheRaven]

Ответ: у второго индуктивное сопротивление вдвое больше.

Объяснение: как понятно из условий задачи, площадь крыла самолета #2 вдвое меньше таковой у самолета #1. Соответственно, коэффициент подъемной силы вдвое больше. В то же время удлиннение крыла самолета #2 вдвое больше.

Коэффициент индуктивного сопротивления обратно пропорционален первой степени удлинения, значит, у самолета #2 коэффициент индуктивного сопротивления вдвое выше

Однако, само индуктивное сопротивление пропорционально квадрату коэффициента подъемной силы. Если бы самолет #2 имел такую же площадь крыла, как и #1, то его индуктивное сопротивление было бы вчетверо меньше. Однако, так как в первом случае удлинение вдвое меньше, то произведение коэффициента индуктивного сопротивления на квадрат коэффициента подъемной силы у самолета #2 будет ровно вдвое меньше, чем у #1

 

[Fa-Fa]

Одинаковое у обоих

 

[Рябиков]

Для определения истины осталось подбросить монетку.

 

[Aleksfomik]

Ответ: у второго индуктивное сопротивление вдвое больше.

У обоих одинаковое.

 

[Aleksfomik]

нпр.Чехи получают от 0,55 м вентилятора 70 кГс тяги с 30 лс

http://www.aerosystems.biz/video.htm

Это значит, что при мощности мотора 200 л.с. при правильно построенном компактном вентиляторе с вентилятора мржно снять не меньше 400 кг тяги.

 

[henryk]

при правильно построенном компактном вентиляторе 

-надо учитывать Удельную нагрузку на мощность и Нагрузку
на площадь винта...

формула на Коэфф.Летучести пропеллера об этом и говорит!

 

[Aleksfomik]

при правильно построенном компактном вентиляторе 

-надо учитывать Удельную нагрузку на мощность и Нагрузку
на площадь винта...

формула на Коэфф.Летучести пропеллера об этом и говорит!

Есть достоверные доказательства того, что чехи получили 70 кг тяги?

 

[КВА]

При 30 л.с. 0.55 м вентилятор 70 кгс не даст. Даст не больше 30 кгс. Закон сохранения энергии нельзя нарушить.

 

[henryk]

Даст не больше 30 кгс. Закон сохранения энергии нельзя нарушить. 

=доверяй,но проверяй !

(в следующим году едем в Сусице за мотором М-18...)

ЗЫ=а при диаметре пропеллера 1,3 м и 20 лс 80 кГс получить
можно? (не нарушая закон СЭ !)

ЗЫ2= закон СЭ=
-птичка ВЕРЕТЕНИК (ок.0,5 кг вместе с жиром-топливом)
пролетает без посадки свыше 10 тысяч километров...

в течении ок.150 часов.

если принять АК=25 сила сопротивления=0,2 Н
то при скорости 20 м/с нужна мощность 4 Вт

КПД мышц не выше 20 %...

=суммарная энергия на полёт 0,6 кВтч
(0,6*5=3 кг ЛиИон батерейки !)

 

[КВА]

Хенрик, примерно 65 кгс. Есть простая формула для винтов и низконапорных осевых вентиляторов:
Статтяга Т=7.0*(Д^2*N^2)^0.333
где, N в л.с. Д в м, КПД принят 0,75, на уровне моря.

 

[КВА]

Про птичек знаю, что они питаются в полете святым духом.

 

[TheRaven]

УПС! Обмишурился!

Спасибо камраду Fa-Fa, он всё правильно написал. СИЛЫ сопротивления будут одинаковыми, в два раза будут отличаться КОЭФФИЦИЕНТЫ сопротивления. Естественно, будучи умноженным на удвоенную площадь, в первом случае, сила сопротивления первого крыла будет равна силе сопротивления второго... Век живи - век учись!

 

[Gambic]

TheRaven -- чеканно! Стираю ответ, поскольку он полная копия Вашей поправки!..

 

[henryk]

примерно 65 кгс.

-а у нас привод заупрямился=75-80 кГс на месте (тележка К-В,
дифференциальный редуктор на два соосных вирта...)

=оргинальный,на 1,3 м деревяшке давал меньше 50 кГс !