Аэродинамические характеристики профилей

[serg610]

Я знавал многих кайтистов и парпланщиков, они все – на "полном нуле". Если бы среди них завелся хотя бы один нормальный конструктор-аэродинамик, то параплан сейчас был бысовершенно другим. А так– это все заостренная тупиковая ветвь, начавшаяся с ПО-9-тых.

Приведите мне в личку толкового парапланщика, я его протетстирую и с удовольствием скину с плеч "сакральное знание". 

А почему так скромно - в личку?  А здесь выложить свою идею суперпараплана  слабо?

 

[Gambic]

   У меня много "суперидей", Вам какую именно? 🙂. Просто здесь не место, и сейчас недосуг подымать эту очень серьезную для меня тему. Если серьезный человек найдется, по случаю, тогда я откликнусь. А бисер метать...

 

[serg610]

Просто здесь не место, и сейчас недосуг подымать эту очень серьезную для меня тему. Если серьезный человек найдется, по случаю, тогда я откликнусь. А бисер метать...

Понятно все с вами! Куда уж нам к вашему бисеру, на форуме же практики все, теоретики не нужны 😉 Как шили и летали без вас так и дальше будем. Болтайте дальше о своих Су-ках.

 

[sergei107]

Рассуждения про крыло бесконечного размаха я не понял. Как там может помочь название -механика СПЛОШНЫХ СРЕД?

Перед крылом тоже существует скос потока вверх. За крылом - скос потока вниз.
Обычно, для крыла с удлинением порядка 5, передний скос потока маленький и его игнорируют. Для удлинения больше 10 этот скос потока уже хорошо заметен. А для бесконечного крыла передний скос потока вверх равен заднему скосу потока вниз.
Отсюда вывод :
крыло создает подъемную силу и возмущает воздух вокруг себя. В результате возникает скос потока вниз за крылом и такой же скос потока, только вверх, ПЕРЕД крылом.

 

[Stanislavz]

А можно ли мне коментарий на тему профиля от Виттмана - гибрид из  насовских 4309/0006 ?

 

[Zakhar]

Сергей 107, это чушь. Переднего скоса потока нет и нет силы, которая туда погонит воздух. Ответа на вопрос, почему воздух получает от крыла силу, равную подъемной силе, но вниз не летит, у вас нет.
  Gambic. 
Я готов выслушать ваши идеи и готов поспорить, что они делятся на 2 категории:
1- всем это очевидно
2- это тупой загон
Если там есть хоть крупица рентабельности, готов извиниться и помочь протолкнуть в производство.
Но я встречался с гораздо более умными по переписке людьми и ничего интересного они предложить не смогли.
Я достаточно подробно здесь распинался, что от формы профиля сильно зависит индуктивное сопротивление, которое раза в 3-4 больше профильного, а вы опять пишете, что индуктивное сопротивление не соответствует теме ветки. Это показатель способности понять достаточно простую мысль

 

[sergei107]

Сергей 107, это чушь. Переднего скоса потока нет и нет силы, которая туда погонит воздух.

Нехорошо отрицать очевидное

 

[Чечако]

Отсюда вывод : крыло создает подъемную силу и возмущает воздух вокруг себя. В результате возникает скос потока вниз за крылом и такой же скос потока, только вверх, ПЕРЕД крылом.

Наоборот. Крыло создает вокруг себя УСКОРЕННОЕ движение воздуха. Причем [highlight]масса[/highlight] проходящая "над", больше, чем "под", и [highlight]ускорения[/highlight] разные-вот и получается сопротивление(вдоль) и подъемная сила(поперек).
МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД, вполне допустимый аналог: нормальные и тангенциальные силы(ускорения).
Например-резание металла.

 

[Stanislavz]

А на ощуп это так : https://youtu.be/eDsRLgmwhhI

 

[henryk]

на ощуп это так

-вопрос на засыпку
=сможет ли взлететь беспилотный электровертолёт в пылевом облаке плотностью 1,3 кг на кубометр распыленном в вакуумной камере ?

(или в воздухе,молекулы которого не имеют тепловой скорости,
т.е. их кинетическая энергия равна нулью !)

после можно порассуждать про физику подьёмной силы на крылье или тяги винта...

 

[henryk]

толкового парапланщика

https://paralotnie.bialystok.pl/sklep/paralotnie-pg/dudek-runfly/

< 1 kg !!!  ,<5 litrov.

 

[Gambic]

   

Если там есть хоть крупица рентабельности...

   Какие, на фиг, крупицы рентабельности! Возьмите крыло самолета с тем же размахом и с той же нагрузкой что у параплана и сравните их качества. И вы убедитесь какой отстой крыло параплана и какой колоссальный резерв для его совершенства. Аэродинамических загадок тут нет вообще никаких. Проблема лишь конструктивная: как сделать так, чтоб приземлившись скомкать крыло в ту же  сумку.

   Но это хрен с ним. Вы лучше прокомментируйте блестящий ролик поста Станислава. А именно: на 0.49 (https://youtu.be/eDsRLgmwhhI?t=49), 1.34 и 3.30  у мальчика "не получается"...  Почему?

 

[Gambic]

-вопрос на засыпку: сможет ли...

   О'Генрик!.. прекрасный вопрос! поздравляю...  Но, к сожалению, условия Вашего мысленного эксперимента на Земле принципиально невыполнимы – лингвистически: слово "распыленном" неверное. Ибо и пылинки в вакууме и молекулы при нуле К° с ускорением g упадут на пол. (Посмотрите как оседает лунная пыль за колесами лунокара: там не "клубы", а чисто параболические фигуры).
  Но исправим этот прокол. Возьмем замкнутый объем вакуума с пылью на орбите (в невесомости), встряхнем его, чтоб пылинки заполнили его равномерно и запустим в нем дрон как на Земле. Вопрос: полетит ли он с ускорением вверх?

  Когда-то я придумал для школы демонстрационную модель атмосферы из пинг-понговых шариков. В большом толстостенном стеклянном цилиндре на дне вертушка с деревянными лопатками от электромоторчика.  В эту стеклянную "бочку" на четверть насыпано 1000 шариков и несколько той же плотности цветных шаров побольше (от детских кеглей). Сверху в цилиндр свободно вставлена круглая пенопластовая плита.
   Сперва всё покоится, шарики все на дне, крышка лежит на них – абсолютный ноль. Включаем вертушку, шарики начинают беситься и импульсами своих ударов приподымают крышку и держат её на весу! Прибавляем обороты – скорости "молекул" становятся больше ("температура" выше), "плотность" – меньше, а крышка взлетает сильнее. Ещё увеличили обороты – еще выше поднимается крышка. Кладем на нее груз, она опускается ниже – "давление" становится больше. А между шариками медленным броуновским движением перемещаются цветные шары от кеглей...
   Надо бы эту идею сбагрить в Экспериментариум... Из середины "бочки" можно сделать отводную стеклянную трубу, в которую будут залетать только продольные ей "молекулы", и будет наглядно видно причину  Бернуллевского падения давления: в быстром течении той же температуры молекулы с теми же абсолютными скоростями будут двигаться больше вдоль стенок, чем поперек, и поэтому давление на стенки окажется меньше.
 

 

[anton19286]

А можно ли мне коментарий на тему профиля от Виттмана - гибрид из  насовских 4309/0006 ? 

Возьмите xflr и поиграйтесь. Там есть усреднение профилей. Потом на профиль давления подберите гладкий сплайн, на ютубе есть ролики, как это сделать. А потом возьмите какой-нибудь современный ламинарный профиль и сравните с результатом.

 

[anton19286]

Возьмите крыло самолета с тем же размахом и с той же нагрузкой что у параплана и сравните их качества. И вы убедитесь какой отстой крыло параплана и какой колоссальный резерв для его совершенства. 

Ну у парапланов сейчас максимальное качество в районе десятки, у самолетов примерно также. Если бы у параплана не было строп, качество было несущественно меньше, чем у планеров с крылом того же удлинения.
У параплана есть куча преимуществ, например отношение взлетного веса к пустому от 5 до 50, возможность регулировать качество в широких пределах, низкая стоимость, отличные впх, хороший обзор, надежность и безопасность. Ваше решение их все сохраняет?

 

[henryk]

Надо бы эту идею сбагрить в Экспериментариум..

=OK !

https://www.youtube.com/watch?v=UbBYZZBREBA

V>500 m/s... 1 m^3 , 1,3 kg.

Ek=0,5 V^2*m= 0,5 *250000 *1,3=>150 kJ !!!

(MOLECULAR AERODYNAMIC)

 

[KAA]

Ну у парапланов сейчас максимальное качество в районе десятки, у самолетов примерно также

;D 10- у очень отдельных, спортивных крыльев, в сочетании с коконами хитрых форм. А обычно-6.
У Як-52, К=12, у С-172 К=14, У Ту-134-18.

 

[Zakhar]

Сергей 107. Рисунок ничего не доказывает.  Нужны комментарии. Конечно же линии тока огибают крыло.
Когда Жуковский писал про скос потока, он имел ввиду что скашивается весь поток, окружающий крыло

Чечако Почему вы решили, что масса воздуха обтекающая крыло сверху больше, чем вы это объясняете?

Gambic ваши мысли кажутся свежими только вам. Я понял, что продолжения изложения изобретения  не будет. Вы пока разбираетесь с уравнением Бернулли

 

[Stanislavz]

   Но это хрен с ним. Вы лучше прокомментируйте блестящий ролик поста Станислава. А именно: на 0.49 (https://youtu.be/eDsRLgmwhhI?t=49), 1.34 и 3.30  у мальчика "не получается"...  Почему?

Он Пётр. Там скорость потока минимальна. 

 

[Stanislavz]

А можно ли мне коментарий на тему профиля от Виттмана - гибрид из  насовских 4309/0006 ? 

Возьмите xflr и поиграйтесь. Там есть усреднение профилей. Потом на профиль давления подберите гладкий сплайн, на ютубе есть ролики, как это сделать. А потом возьмите какой-нибудь современный ламинарный профиль и сравните с результатом.

Это мне понятно.

Он и есть такой - ни рыба ни мясо. По характеристике сопротивление и Сх - на ламинарные 40-50 годов. Но не такой требователен к поверхности. Но это просто для теории. 

А тут сравнили самолеты разных поколении - Pipistrel SW i Tailwind :

Перевод

Интересно сравнить производительность вируса Pipistrel SW с попутным ветром Витмана. Попутный ветер был вершиной производительности труб и тканей с прошлых лет, в то время как Virus SW рекламируется сегодня как один из самых эффективных 2-местных самолетов. Так как же эти самолеты сравниваются? К счастью, у нас есть хорошие объективные данные для попутного ветра от тестирования кафе. Данные по вирусу SW от Pipistrel найденного на:

Пипистрел авиационный вирус SW | Pipistrel
данные кафе попутный ветер можно найти по адресу: http://cafefoundation.org/v2/pdf_cafe_apr/WittTail.pdf
Данные Rotax 912 можно найти по адресу: http://www.rotaxservice.com/documents/912Sperf.pdf

Данные о попутном ветре составляют 1425 фунтов брутто-веса; данные о вирусе-1320 фунтов (600 кг ); в идеальном мире было бы лучше сравнить при том же самом весе брутто. Разница не так уж и велика и если что то пойдет против попутного ветра

1. Площадь сопротивления плоской пластины обоих самолетов очень близка примерно на 2,0 фута^2
2. Коэффициент сопротивления смоченной области попутного ветра немного меньше, чем у вируса sw, учитывая, что вирус sw имеет меньшую смоченную область (несмотря на 10^2 фута больше в области крыла) из-за зажатого фюзеляжа типа парусного самолета против крестообразного фюзеляжа попутного ветра. Моя оценка заключается в том, что попутный ветер имеет примерно на 15% меньше увлажненной области - попутный ветер 370 футов^2 против около ~ 315 футов^2 для вируса SW .
3. Учитывая 1 два самолета практически идентичны когда речь заходит о максимальной скорости при заданной мощности
4. Вирус имеет гораздо более низкую нагрузку на промежуток и более высокое соотношение сторон, чем попутный ветер; следовательно, вирус имеет более низкое индуцированное сопротивление, чем попутный ветер
5. Учитывая 4, неудивительно, что вирус имеет более высокий лучший L/D, чем попутный ветер (от 17 до 12,7); вирус примерно на 25% эффективнее при лучшей скорости скольжения для каждого.
6. Вирус имеет лучшую структурную эффективность (полезная нагрузка / массовая доля), чем попутный ветер-0,39 против 0,51; это в первую очередь связано с более легкой силовой установкой rotax в вирусе SW
7. 5 и 6 означает, что вирус будет демонстрировать лучшую производительность набора высоты для данного HP
8. Однако в рекреационных полетах самолет чаще всего летает близко или на крейсерской скорости; на этой скорости эффект 4 (более низкое индуцированное сопротивление) минимален, и доминирует плоское сопротивление пластины
9. Если вирус sw летает на проектном круизе 165mph, он потребляет 18 л / ч на данные Pipistrel; работа с Rotax specs для 912 это приводит к примерно 85 л. с.; Работа с данными сопротивления в тестировании CAFE на той же скорости попутный ветер будет генерировать 165 фунтов сопротивления на 165 миль в час, требуя около 90 л. с. (предполагая эффективность 80% prop)
10. Другими словами, вирус в лучшем случае примерно на 6% эффективнее, чем попутный ветер, летящий со скоростью 165 миль в час. На более высоких скоростях, чем 165mph разница будет еще меньше.
11. Имейте в виду, что попутный ветер в приведенном выше сравнении будет иметь 562 фунта полезной нагрузки против 684 фунтов для вируса SW. Однако это практически разница в весе между lycoming 360 и rotax 912.

Таким образом, попутный ветер, если угодно, немного чище аэродинамически, чем вирус SW. УВ компенсирует меньшую площадь смоченной поверхности в результате идентичных плоской пластины, площадь сопротивления с попутным ветром. Вирус, исполняемое большим преимуществом исходит от его высшего АР крыла (или снизить нагрузку пролет) и структурной эффективности . Это приводит к в преимуществе 30% на малой скорости и ~ 6% на круизе. И нижний конец не является справедливым сравнением, поскольку попутный ветер был оптимизирован для более высокой скорости. Поместите более высокое крыло AR на попутный ветер и 912, и вы получите практически идентичную производительность.

Так много за 60 лет прогресса..... композиты, ламинарные профили, FEA, CFD и т. д. против одного человека (хотя и очень умного) и его сварочной горелки.

Orginal:

It is interesting to compare the performance of the Pipistrel virus SW to the wittman tailwind. The tailwind was the pinnacle of tube and fabric performance from yesteryears while the Virus SW is touted today as one of the most efficient 2 seater airplanes around. So how do these airplanes compare? Fortunately we have some good objective data for the tailwind from CAFE testing. The Virus SW data is from Pipistrel found at:

Pipistrel Aircraft Virus SW | Pipistrel
the CAFE tailwind data can be found at: http://cafefoundation.org/v2/pdf_cafe_apr/WittTail.pdf
Rotax 912 data can be found at: http://www.rotaxservice.com/documents/912Sperf.pdf

The tailwind data is at 1425 lbs Gross weight; the virus data is take at 1320 lbs (600 KG ); In an ideal world it would have been better to compare at the exact same gross weight. The difference is not much though and if anything goes against the tailwind

1. The flat plate drag area of both airplanes are very close at about 2.0 ft^2
2. The wetted area drag coefficient of tailwind is a little less than the virus sw given that the virus sw has less wetted area (despite 10^2 ft more in wing area) due to a pinched sailplane type fuselage versus the cruciform fuselage of the tailwind. My estimation is that the tailwind has about 15% less wetted area- tailwind 370 ft^2 versus about ~ 315 ft^2 for virus SW .
3. Given 1 the two airplanes are virtually identical when it comes to max speed at a given power
4. The virus has much lower span loading and higher aspect ratio than the tailwind; hence the virus has lower induced drag than the tailwind
5. Given 4 it is no surprise that the Virus has a higher best L/D than the tailwind (17 to 12.7); the Virus is about 25% more efficient at best glide speed for each.
6. The virus has better structural efficiency ( payload/grossweight fraction) than the tailwind- 0.39 versus 0.51; this is primarily due to the lighter rotax power plant in the virus SW
7. 5 and 6 means the the virus would exhibit better climb performance for a given HP
8. However in recreation flying the airplane is most often flown close to or at the cruise speed; at this speed the the effect of 4 (lower induced drag) is minimal and flat plate drag dominates
9. If the virus sw is flown at the design cruise of 165mph it consumes 18 l/hr per Pipistrel data; working from rotax specs for the 912 this results in about 85HP; working from the drag data in the CAFE testing at the same speed the tailwind will generate 165 lbs of drag at 165 mph requiring about 90 HP (assuming 80% prop efficiency)
10. In other words the Virus is at best just about 6% more efficient than the tailwind flying at 165 mph. At faster speeds than 165mph the difference will be even less.
11. Keep in mind the tailwind in the above comparison would have 562 lbs of payload versus 684 lbs for the Virus SW. However, this is virtually the difference in weight between a lycoming 360 and rotax 912.

In summary, the tailwind, if anything, is slightly cleaner aerodynamically than the virus SW. The SW compensates with lower wetted area resulting in identical flat plate drag area with the tailwind. The Virus SW biggest advantage comes from its higher AR wing (or lower span loading) and structural efficiency . This results in a 30% advantage at low speed and ~ 6% at cruise. And the low end is not a fair comparison as the tailwind was optimized for a higher speed. Put a higher AR wing on the tailwind and a 912 and you get virtually identical performance.

So much for 60 years of progress..... composites, laminar airfoils, FEA, CFD etc versus one man (albeit a very smart one) and his welding torch.