Аэромобиль. Летающий автомобиль.

[Vladimir1950]

Тяжкое дело Вы затеяли, успехов конечно но... Те кто занимался этой темой до Вас тоже не глупые люди, рукастые и с деньгами. Однако недорогого, удобного в эксплуатации, вписанного в транспортную систему стран аэромобиля так и нет. Нужно всё взвесить, оценить свои возможности и определиться с работой.

 

[Сергей Кувшинов]

аэродинамика - "капризная девушка".

Скорее строгая и ответственная, с ней "не забалУешь!"

Нет ни одного самолёта с полностью поворотным крылом,

Spratt 103, Spratt 105, Spratt 107 Controlwing, Spratt 108, Convair Model 103 (Spratt-Stout Model 8 Skycar) – все самолеты с чистым цельноповоротным крылом, все летали. Spratt 103 строится и летает по сей день.

Aviasud Engineering Mistral – биплан чистым крылом. Нижнее крыло цельноповоротное, осуществляет функцию элеронов. Строится и летает по сей день, построено более 250 единиц. 4 мая 1987 года совершил посадку на Северном Полюсе.

Гибридных установок в авиации нет.

Будут.

сколько нужно будет сервомоторов на четыре крыла.

Восемь.

целое крыло воротить

Высокооборотистый сервомотор с червячным редуктором.

 

[Сергей Кувшинов]

Тяжкое дело Вы затеяли,

А мне нравится!

аэромобиля так и нет.

Они работали, а я развлекаюсь! Я уже писал в теме, что на спор и в качестве блажи решил задачу стоимостью 5500 евро за 1500 долларов. После "дошло" как ее можно было решить за 150 долларов.

Нужно всё взвесить,

Если есть время, желание и знание CAD программ, можно помочь в создании 3D модели. Самому или приятеля толкового порекомендовать!

 

[Ромашчандр]

Convair Model 103 (Spratt-Stout Model 8 Skycar)

Вот вам и ответ, сделали прототип, помучались, поняли безперспективность, бросили.
А эти спрауты вещь в себе, их строят не потому что хорошо летают, а потому что необычные.

 

[KAA]

На данный момент убедительной технической причины невозможности существования аэромобиля обнаружить не удалось. Буду благодарен за указание на таковую.

Совершенно разные требования являются определяющими облик и конструкцию самолёта для движения по воздуху и автомобиля для движения по дорогам.
Даже автомобили - амфибии, для которых противоречия не столь остры, имели весьма удачные примеры реализации, но не получили распространения.

 

[Сергей Кувшинов]

Совершенно разные требования являются определяющими облик и конструкцию самолёта для движения по воздуху и автомобиля для движения по дорогам.

Добрый день Алексей!

Вы рассмотрели процесс создания сущности аэромобиля из двух родственных сущностей самолета и автомобиля с точки зрения их различий. Позвольте мне рассмотреть процесс создания аэромобиля как единения самолета и автомобиля с точки зрения их общности.

Вряд ли кто либо станет отрицать, что внешняя среда для самолета и автомобиля едина – воздух. И самолет, и автомобиль, перемещаясь в пространстве преодолевают сопротивление воздуха. И если для самолета сапротивление воздуха является единственным, то автомобиль находится в значительно худшем положении, он вынужден преодолевать еще и сопротивление качения колесного шасси.

С небольшими допущениями можно признать, что легкие поршневые самолеты и автомобили эксплуатируются в едином диапазоне скоростей – до 400 км/ч. При этом общность внешней стреды диктует и общность законов образования ее сопротивления движению – аэродинамических законов.

И если при эксплуатационной скорости до 200 км/ч и авиа и автоконструкторы вполне успешно игнорируют аэродинамические законы в части сопротивления движению и применяют открытые кабины с лобовыми стеклами, не убираемые шасси, поверхности кузовов и фюзеляжей с резкими гранями, то при скоростях более 200 км/ч, кузова и фюзеляжи обретают общие черты диктуемые аэродинамикой: минимальный мидель, минимальная смоченная поверхность, максимальное удлинение, плавное изменение кривизны и минимальная шероховатость поверхности, ничего лишнего в потоке.

Примеры автомобилей, при проектировании которых автоконструкторы следовали законам аэродинамики, и что позволило достичь скоростей свыше 200 км/ч при более чем скромных обьемах и мощностях двигателей я приводил в сообщении «Примеры автомобилей с типом кузова Bisiluro (bi- siluro (итал.), двойная торпеда) подобным фюзеляжу Аэромобиля», от 18 апреля.

Italcorsa Tarf-Gilera I Bisiluro 1948 г., обьем 500 см. куб., мощность 50 брит.л.с., максимальная скорость 208 км./час.

Italcorsa Tarf II Bisiluro 1951г., обьем 1700 см. куб., мощность 270 брит.л.с., максимальная скорость 298.53 км./час.

Nardi-Giannini ND750 Bisiluro 1955 г., объём 737 см. куб., мощность 62 л.с. максимальная скорость 218 км./ч.

OSI Bisiluro "Silver Fox" 1967г., объем 1000 см. куб. Максимальная скорость 245 км./час.

Все автомобили имеют крылья-центропланы участвующие в формировании прижимной силы, а OSI Bisiluro "Silver Fox" имеет на среднем крыле-центроплане управляемый в движении закрылок.

Очевидно, что инженеры не желающие следовать законам аэродинамики в угоду общепринятым формам кузовов вынуждены платить за это увеличением мощности двигателя.

Теперь шасси. Понятно, что шасси легкого самолета сравнимой с аэромоблем массы, находяшиеся в течении нескольких секунд в «тепличных» условиях взлетно-посадочной полосы, никогда не будут иметь вес автомобильного шасси автомобиля массой 2340 кг перемещающегося часами по дорогам общего пользования.

Но даже и в этом случае шасси самолета сравнимой массы имет вес около 150-160 кг.

Я предположил в эскизе вес автомобильного шасси равным 350 кг. Очень надеюсь, что это с очень большим запасом.

Эту надежду питает все более и более широкое применение углепластиков в элементах подвески рекордных автомобилей при условии использования собственно углеродного волокна как тензорезистора для контроля деформационных напряжений и механической целостности (микротрещин) элементов подвески.

Таким образом, на сегодняшний день, можно говорить о разнице в весе шасси в 200 кг, что вполне компенсируется уменьшением полезной нагрузки аэромобиля, уменьшением его пассажировместимости на два человека от самолета-подобия о чем я писал в сообщениях от 3 и 4 марта.

Если, в результате применения углепластика, удастся снизить вес автомобильной подвески до 250 кг. я стану считать проблему разницы веса шасси решенной.

Так же посредством применения углепластика с интергированной тензометрией предполагается и нивелирование проблемы веса крыла транспортируемого как груз в дорожной конфигурации. В данном случае проблема очевидного решения не имеет, довольно будет уменьшения ее значимости.

В итоге, вполне можно говорить, что между самолетом и автомобилем, как прародителями аэромобиля значительно больше общего чем различий. По сути различаются они лишь элементами восприятия реакции опоры, воздуха и поверхности, крылом и колесом, что представляется мне совершенно недостаточным для обьявления их антагонистами.

 

[Сергей Кувшинов]

Даже автомобили - амфибии, для которых противоречия не столь остры, имели весьма удачные примеры реализации, но не получили распространения.

Задача интеграции автомобиля и лодки и образование амфибии мне представляется не менее сложной, чем интеграция самолета и автомобиля и образование аэромобиля.

Начать можно с того, что оправданное (для меня) размещение автомобильного шасси в фюзеляже самолета возможно лишь при двухфюзеляжной, катамаранной схеме его построения. В случае амфибии оправданное (для меня) размещение автомобильного шасси в корпусе лодки возможно лишь при обводах «сани Фокса».

Восприятие неискушенным потребителем подобных решений требует некоторых усилий по преодолению инерции ожидания привычных форм самолета и лодки. Все необычное требует «встать и выйти из ряда вон…»

Так что, как водится, проблема не техническая, а социальная. Да и водномоторников просто мало, потребность в амфибиях исчезающе мала.

 

[daredevil]

Уважаемый топикстартер! Это хорошо, что Вы ознакомились с рядом ГОСТов и методичек - теперь подсказываю прочитать про обзорность с места водителя ГОСТ Р 51266 и управляемость и устойчивость ГОСТ Р 52302.

С уважением и фейспалмом)) от увиденного Вам пишет состоявшийся самопальный транспортный дизайнер, один из разработчиков вездехода "BigBo".

 

[Сергей Кувшинов]

прочитать про обзорность с места водителя ГОСТ Р 51266 и управляемость и устойчивость ГОСТ Р 52302.

Уважаемый daredevil!

Благодарю Вас за рекомендации к прочтению! Буду благодарен за рекомендации в дальнейшем.

Огромная просьба!

Не указывайте впредь лишь названия документов, указывайте на несоответствие параметров или характеристик аэромобиля с параметрами и характеристиками опубликованными в этих документах. Так будет предметнее и мне будет проще парировать.

С уважением и фейспалмом)) от увиденного

По моему мнению, прикладывать руку к лицу как минимум не гигиенично!

ГОСТ Р 51266-99​

Автомобильные транспортные средства. Обзорность с места водителя. Технические требования. Методы испытаний

4 Технические требования
4.1 Параметры, определяющие переднюю обзорность

Передняя обзорность - обзорность через переднее и боковые окна кабины, ограниченная полем зрения водителя, равным 180°, в горизонтальной плоскости, при направлении линии взора с места водителя параллельно средней продольной плоскости АТС. Характеризуется размерами и расположением нормативных зон А и Б переднего окна, степенью очистки нормативных зон А и Б, нормативным полем обзора П, непросматриваемыми зонами в нормативном поле обзора П, а также непросматриваемыми зонами, создаваемыми стойками переднего окна.

1 - граница прозрачной части левого бокового окна; 2 - левая боковая стойка переднего окна; 3 - контур очистки переднего окна; 4 - граница нормативной зоны А; 5 - граница нормативной зоны Б; 6 - граница прозрачной части переднего окна; 7 - правая боковая стойка переднего окна; 8 - граница прозрачной части правого бокового окна; 9 - следы от плоскостей, являющихся границами нормативного поля обзора П

4.2 Требования к размерам и расположению нормативных зон А и Б переднего окна

Категория АТС – М1.
Зона А, нормативный угол взора с места водителя (градусы, не менее), вверх 3 гр., вниз 1 гр., влево 13 гр., вправо 20 гр..
Зона Б, нормативный угол взора с места водителя (градусы, не менее), вверх 7 гр., вниз 5 гр., влево 17 гр., вправо симметрично левой границе.

4.2.2 Расстояние между границами прозрачной части переднего окна и нормативной зоны Б по всему контуру должно быть не менее 25 мм.

В обсуждаемом эскизе аэромобиля угол взора с места водителя ограниченный элементами конструкции вверх 11,8 гр. и вниз 7,6 гр.

Углы взора влево и вправо будут определены местами установки боковых стоек переднего окна (верхних силовых элементов пространственной рамы) и, безусловно, будут не менее установленных стандартом.

4.3 Требования к степени очистки нормативных зон А и Б переднего окна

Категория АТС – М1.
Зона А, нормативная зона очистки (%, не менее), 98.
Зона Б, нормативная зона очистки (%, не менее), 80.

Приложение N 4. Требования к выпускаемым в обращение единичным транспортным средствам.

2.3. Требования к средствам обеспечения обзорности
2.3.1. Водитель, который будет управлять транспортным средством, должен иметь возможность беспрепятственно видеть дорогу впереди себя, а также иметь обзор справа и слева от транспортного средства.
2.3.2. Транспортное средство оборудуется встроенной на постоянной основе в конструкцию системой, способной очищать ветровое стекло от обледенения и запотевания.
Система, использующая для очистки стекла нагретый воздух, должна иметь вентилятор и подвод воздуха к ветровому стеклу через сопла.
2.3.3. Транспортное средство оснащается хотя бы одним стеклоочистителем и хотя бы одной форсункой стеклоомывателя ветрового стекла.
2.3.4. Каждая из щеток стеклоочистителя после выключения автоматически возвращается в исходную позицию, располагающуюся на границе зоны очистки или ниже ее.

ГОСТ Р 52302​

Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний.

При эскизном проектировании дорожной конфигурации аэромобиля в качестве автомобиля-подобия принял Toyota Land Cruiser Prado.

Характеристики: длина 4857 мм., ширина 1885 мм., высота 1895 мм., колесная база 2790 мм., дорожный просвет 215 мм., колея предних и задних колес 1585 мм., полная масса 2990 кг., минимальный радиус разворота (по колесам) 5800 мм.

Соответствующие характеристики аэромобиля: длина 6470 мм., ширина 2550 мм., высота 2200 мм., колесная база 5470 мм., дорожный просвет 550 мм., колея предних и задних колес 1550 мм., полная масса 2340 кг., минимальный радиус разворота (по колесам) 5470 мм.

Вероятнее всего Вас «встревожил» огромный по меркам автомобилей дорожный просвет. И он сделан таким совершенно осознано!

Передняя точка моторамы расположена на высоте 1100 мм., нижняя точка силовых элементов рамы на высоте 950 мм. Такие огромные значения, заданы для того что бы максимально увеличить вероятность наползания аэромобиля на препятствие при столкновении во встречном или попутном направлении с большинством легковых автомобилей.

При этом высота центров тяжести наиболее массивных элементов аэромобиля не принципиально отличаются от таковых автомобиля-подобия: ЦТ двигателя прибл. 1200 мм., топливного бака прибл. 1100м., пилотов и пассажиров прибл. 1400 мм., передней подвески прибл. 500 мм., задней подвески прибл. 600 мм.

Только пилоты, пассажиры и топливный бак находятся «высоковато». Но это скорее плюс, чем минус.

Устойчивость аэромобиля к поперечному динамическому крену будет прямо зависить от характеристик упругих элементов подвески. Надеюсь, что при колее передних и задних колес1550 мм и полной массе 2340 кг. их жескость будет несколько меньше, чем жесткость лома.

В Приложение N 4. Требования к выпускаемым в обращение единичным транспортным средствам. параметры и характеристики управляемости и устойчивости не упоминаются вовсе.

 

[daredevil]

максимально увеличить вероятность наползания аэромобиля на препятствие при столкновении во встречном или попутном направлении с большинством легковых автомобилей

- Я понял, что Вы вполне осознанно придумали таран на уровне черепушек. Просто обратил внимание, что в повороте с ускорением ок. 1,2 g по ГОСТу для серийных авто он у Вас кульнётся. Можно, конечно, мутить активную устойчивость (принудительный обратный крен). Вообще можно помечтать)) Что касается обзорности - ГОСТом не предусмотрена двойная торпеда. Через 3 стекла Вы не увидите правого зеркала и вообще мало что увидите. Кроме того, вниз обзор у Вас минимальный "по букве", а "по духу" недостаточный, слишком большая мёртвая зона перед капотом. Я уж не говорю про обзорность с посадочным углом атаки. И вообще обзор через "планерное" остекление паршивый, с искажениями - и со стеклоочистителями оно плохо совместимо.

С меня будет довольно увидеть воочию единственный воплощенный и летающий аэромобиль.

- Вряд ли такая Ваша мечта кого-то вдохновит. Даже художника, не говоря уже об инженерах и бизнесменах. Сделать "для интереса" что-то, на чём ездть можно только на "слабо", не то что летать - это Ваш бизнес-план? А без финансирования, без серьёзной команды такое не сделать. Вы знаете хоть одного авиаконструктора, который начал с аппарата с крылом изменяемой стреловидности? То-то.

У аппарата появляется даже своя ниша - полет над лесом, посадка на опушке и далее как автомобиль повышенной проходимости для доставки спасателей или врачей.

- Даже круче. Он сможет лететь там, где ДОП и инспекторы, и ездить там, где их нет. Обычно алгоритм доехал-полетал, а долетел-покатался чем хуже?))

 

[Сергей Кувшинов]

Уважаемый daredevil!

Большое Спасибо за интересные и аргументированные вопросы!

в повороте с ускорением ок. 1,2 g по ГОСТу для серийных авто он у Вас кульнётся.

Не кульнется! Сделаю подвеску с жескостью чуть меньше лома и никуда он не денется!

Можно, конечно, мутить активную устойчивость (принудительный обратный крен).

А вот за эту идею Отдельное Огромное Спасибо! У меня своих мозгов на нее не хватило!

И ведь предусмотрел уменьшение дорожного просвета для обеспечения комфортной посадки пассажиров с использованием механизма уборки/выпуска шасси, а до контр крена, на той же базе, не додумался.

Какая интересная задумка получается! Увидели головная камера и лидар по курсу поворот, система управления оценила собственную скорость, боковой ветер, состояние покрытия и степень крутизны поворота и заранее, до входа в поворот, накренила аэромобиль. Да еще и разницей скоростей вращения сдвоенных пневматиков задней оси по сносу и заносу подработала!

Вообще можно помечтать))

Правда Ваша! О таком великолепии и помечтать не грех!

Через 3 стекла Вы не увидите правого зеркала и вообще мало что увидите. Кроме того, вниз обзор у Вас минимальный "по букве", а "по духу" недостаточный, слишком большая мёртвая зона перед капотом. Я уж не говорю про обзорность с посадочным углом атаки.

Да ничего я там видеть не собираюсь! На приборной панели установлю несколько мониторов с трансляцией изображения с внешних камер. В том числе и с головной камеры.

И вообще обзор через "планерное" остекление паршивый, с искажениями - и со стеклоочистителями оно плохо совместимо.

И опять во всем правда Ваша! Неважный будет обзор! Но фонарь мне нужен лишь на тот случай когда вся эта видео электроника сломается и завершать полет или поездку придется лишь визуально, крутя головой во все стороны!

И на счет стеклоочистителя предполагаю то еще «фестиваль!» Будем «крепко» думать, упрощать кривизну, быть может низведем фонарь до составного из трех элементов с деформацией каждого по одной оси.

Вы знаете хоть одного авиаконструктора, который начал с аппарата с крылом изменяемой стреловидности?

А я и не авиаконструктор! Мне можно и не такое!

 

[planetaSchelezjaka]

Кстати, какую взлётную скорость закладываете? У меня вышло около 100 км/ч. Где такие длинные участки автодороги для взлёта (ВПП) имеются? Будут строить?

 

[Сергей Кувшинов]

Кстати, какую взлётную скорость закладываете?

Опирался на единственный существующий летающий аэромобиль, AirCar Штефана Клейна, имеющий скорость отрыва 115 км/час, с двигателем 140 л.с., после разбега 380 метров по асфальту (по траве 550 метров).

Есть большая надежда получить заметно меньшую дистанцию разбега за счет использования для набора скорости отрыва еще и двух тяговых электродвигателей.

Энергоемкость современных типов литий-ионных аккумуляторов большой мощности (1 кВт/кг) составляет 100 -130 Вт ч/кг. 130 х 89 = 11570 Вт ч = 11,57 кВт ч. = 30,853 А ч.

При токоотдаче 25С (подобно АКБ Тесла) максимальный ток разряда составит 771,325 А.

Мощность, при напряжении 400 В составит (при cos φ 0,8) 246824 Вт = 246,824 кВт = 335,59 л.с. на тяговых электродвигателях.

Два авиадвигателя со взлетной (максимальной) мощностью 400 л.с. плюс два тяговых электродвигателя суммарной мощностью 335 л.с. 735 л,с. до момента отрыва от полосы.

Обеспечивать потребление двух тяговых электродвигателей работающих с мощностью 246,824 кВт буферная АКБ способна 2,8 минуты или 168 секунд.

На взлете двигатели питаются от буферной АКБ, Вся мощность авиадвигателей идет на воздушные винты. Восстановление заряда АКБ уже после набора высоты.

Генератор ГТ120НЖЧ12КВ - Аэроэлектромаш является синхронной электрической машиной и, в зависимости от управления, может являтся и генератором и электродвигателем. При номинальной мощности генератора120 кВА (cos φ 0,8 = 96 кВт) можно предположить возможность получения мощности как электродвигателя на уровне 96 кВт = 130,52 л.с.

Возможность использования генератора ГТ120НЖЧ12КВ как электродвигателя подтверждается материалами диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Жаркова Максима Андреевича: «Анализ электромагнитных процессов в стартер-генераторной системе на основе трехкаскадного синхронного генератора»

Защита состоялась в Новосибирском Государственном Техническом Университете в 2021 году.

Таким образом, в сложных условиях полета генераторы могут выступить как вспомогательные элекродвигатели работающие последовательно на валы авиадвигателей обеспечивая суммарную мощность 661 л.с. на максимальном режиме авиадвигателей, или 631 л.с. на номинальном режиме авиадвигателей.

Обеспечивать потребление двух электродвигателей работающих с мощностью 192 кВт буферная АКБ способна 3,6 минуты или 216 секунд.

 

[Сергей Кувшинов]

Где такие длинные участки автодороги для взлёта (ВПП) имеются?

Эксплуатация аэромобиля с автодорог невозможна и не предполагается. Наиболее вероятной предполагается эксплуатация аэромобилей с аэродромов АОН, частных аэродромов и посадочных площадок.

Опираясь на опыт AirCar Штефана Клейна, с двигателем 140 л.с. отрывающегося после разбега 380 метров по асфальту (по траве 550 метров), наиболее вероятной видится эксплуатация с частных посадочных площадок имеющих асфальтированную ВПП класса Е, длиной 500 метров.

 

[Vladimir1950]

Эксплуатация аэромобиля с автодорог невозможна и не предполагается. Наиболее вероятной предполагается эксплуатация аэромобилей с аэродромов АОН, частных аэродромов и посадочных площадок.

Опираясь на опыт AirCar Штефана Клейна, с двигателем 140 л.с. отрывающегося после разбега 380 метров по асфальту (по траве 550 метров), наиболее вероятной видится эксплуатация с частных посадочных площадок имеющих асфальтированную ВПП класса Е, длиной 500 метров.

Приехали-прилетели! И зачем козе баян?

 

[planetaSchelezjaka]

скорость отрыва 115 км/час

Не много? До 90 км/ч скинуть хотя бы. Ну, или "похудеть".
А максимальная какая скорость?

 

[Сергей Кувшинов]

А максимальная какая скорость?

Опираясь на характеристики самолета-подобия, ожидаю максимальную скорость на уровне 350-360 км/ч, крейсерскую скорость на уровне 310-320 км/ч, экономичную скорость на уровне 250-260 км/ч.

 

[JohnDoe]

Опираясь на характеристики самолета-подобия, ожидаю максимальную скорость на уровне 350-360 км/ч, крейсерскую скорость на уровне 310-320 км/ч, экономичную скорость на уровне 250-260 км/ч.

С чего бы такой оптимизм?
Потребная мощность растет от скорости полета в кубе. Сопротивление - в квадрате. Торчащие в потоке колеса и, как минимум, передние колесные ниши с тягами, амортизаторами и пр... НННШ.
Имху
Подозреваю, что и это сообщение будет потерто "ради читаемости темы" (с)

 

[Сергей Кувшинов]

Шасси убираемые в фюзеляжи. Схема уборки передних колес шасси – вопрос обсуждаемый. Вероятнее всего вдоль фюзеляжа относительно оси расположеной на переднем крыле-центроплане, от носа к хвосту.

Схема уборки задних колес шасси: вдоль фюзеляжа, снизу вверх, под силовую установку.

Торчащие в потоке колеса и, как минимум, передние колесные ниши с тягами, амортизаторами и пр...

Добрый день Вячеслав!

Почему Вы решили, что колеса, тем более такие огромные, как у аэромобиля будут торчать в потоке? Почему Вы решили, что передние, врочем так же как и задние, колесные ниши не будут иметь створок?

Скорости, относительно самолета-подобия уменьшены: крейсерская скорость 310-320 км/ч. против 190 KIAS (351,88 км/ч.) 75% Cruise Speed, мощность двигателей увеличена: 400 л.с. против 310 л.с. Оптимизм весьма осторожный.

 

[planetaSchelezjaka]

Есть большая надежда получить заметно меньшую дистанцию разбега за счет использования для набора скорости отрыва еще и двух тяговых электродвигателей.

Сильно не надейтесь. Схема "тандема" не даёт в полной мере использовать механизацию крыла, дистанция взлёта будет ощутимо большой. Иначе - надо площадь крыльев наращивать.