argentavis
Я люблю строить махолёты!
- Откуда
- Челябинская обл.
Вторая колонка.
Беседы о теории машущего полёта.
argentavis
Я люблю строить махолёты!
- Откуда
- Челябинская обл.
Продолжение.
Вложения
argentavis
Я люблю строить махолёты!
- Откуда
- Челябинская обл.
3
Вложения
argentavis
Я люблю строить махолёты!
- Откуда
- Челябинская обл.
Пример расчета, конечно утрирован, для наглядности,
Вложения
D
DesertEagle
Так я это говорил не вам, а о самом принципе. Что свободные птичьи перемещения крыльями, чтобы срывать их в полете, делать динамические птичьи посадки и прочее, делать просто не получится. Нет еще такого привода для полноразмерных крыльев. Поэтому полную свободу суставами/шарнирам в крыльях, копируя птичью кинематику, делать большого смысла нет. Все равно ей воспользоваться не удастся, а все сведется к тому сбалансированный аппарат в планирующем полете получился или нет... Управляющие воздействия пилота могут быть только совсем небольшими, как в самолетах/дельтапланах. По крайней мере при реалистичных типах приводов, которые можно реализовать на практике. Те махолетчики, которые думают что смогут махать своими крыльями по какой вздумается траектории, идут далеко и надолго ))...argentavis сказал(а):
Никакую, очевидно же ). Сухожилия работают на растяжение как веревки. В реальности наверно она прилагает усилия, но в пределах ее нормы. Что-то вроде штатной нагрузки на ноги у нас при ходьбе. А вот усилия и развиваемую мощность того же 4 кг аиста при махах правильно посчитал еще Отто Лиллиенталь в своей книге (около 100-150 Вт), когда даже понятия аэродинамического качества или поляры крыла не существовало. Отто их по сути и открыл, тем самым дав дорогу человечески планерам.argentavis сказал(а):
Я говорил, что птицы имеют достаточную энерговооруженность даже для нашего масштаба (если у вас были бы на груди 14 кг птичьих мышц с птичьим усилием сокращения 900 кг, как у голубя). И эти мышцы так закреплены, что позволяют свободу перемещения крыла в других плоскостях. Если сделать человеческий махолет с таким же удачным приводом, то конечно, все будет круто. Но такое расточительство для нас недопустимо. Нам сложно сделать простой тянущий механизм в одну сторону, достаточный для махания и создания тяги для полета. И что теперь, ставить их копии еще и по бокам, чтобы управлять по всем трем осям? Это непростая инженерная задача, даже если ей специально заниматься.argentavis сказал(а):
Учитывая, что мы пока не можем сделать самый простой вариант, то что говорить о более сложных вроде птичьей маневренности или короткого взлета? Не по сеньке шапка! ))
Разумеется. Для самолетного управления затрат энергии почти не нужно, даже наверно мускульных 200 Вт хватит. Я как-то считал сколько нужно усилий, чтобы переводить 20 м2 крыло на угол атаки в диапазоне 10-15 град при каждом махе. Выходило, что вполне можно так работать несколько минут. Там было что-то около 15 кг на ходе сантиметров тридцать. И цифры не с балды, а с аналогичного работающего устройства (триммера задних задних рядов параплана, ход трапеции дельтаплана).argentavis сказал(а):
Это на аэродинамически сбалансированном крыле. То есть усилия для управления по сути направлены на вывод ЛА из равновесия. Менее устойчивый меньше требует на это энергии. Более устойчивый - более. Но в обоих случаях, это физически под силу человеку.
А вот с тягой другой разговор. Мощность на создание тяги на определенной скорости у любого движителя будет как тяга умножить на скорость полета и деленные на кпд движителя. Тут других вариантов нет, закон сохранения (а именно он причина этому явлению) никак не объедешь.
Вы сможете резиновыми растяжками уравновесить крылья в горизонтальном полете при планировании. Как связки у птицы или как боковые тросы у дельтаплана. И даже сможете крылья немного покачивать на этой упругой связи. Но подумайте сами - вниз у вас не хватит силы опустить крылья, значит будете толкать их вверх? Чтобы потом резиновые шнуры за счет своей упругости опустили. Якобы раскачаете так постепенно. Это не сработает. Чтобы поднять крылья и растянуть пружины/резину для маха вниз, нужно затратить больше энергии, чем потом выделится при их отпускании.
В итоге, даже учитывая большую площадь движителя и кпд, близкий к 100% из-за этого, такими упругими колебаниями (кто-то их может назвать резонансными, но будет неправ) вы создадите тягу ровно на свои 200-500 Вт... На скорости 30 км/час это будет не больше 4-5 кг, и то в течении только нескольких секунд, а в длительном около 2 кг. А значит чтобы лететь с такой тягой, нужны крылья с аэродинамическим качеством минимум 20 единиц. На 30 км/час! Нет таких крыльев...
А вот снизив скорость до 15-20 км, и используя свои машущие крылья только как движитель (как замена 3-метровому винту), вы полетите запросто. Правда тут будет важно за счет чего достигнуто это снижение? Одно дело крылья, а другое дело дирижабль... На их лобовое сопротивление тоже придется затратиться... В общем, приделайте как-нибудь электромотор хотя бы на 5 кВт, и наверняка полетите на чистых своих машущих крыльях.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
"...Прямые измерения давления на крыльях трех канадских гусей с помощью датчиков давления и акселерометров.
http://jeb.biologists.org/content/206/22/4051/F3.expansion.html
Масса 4.7 кг
Размах 1.58 м
Площадь крыльев 0.36 м2
Скорость полета 8.5 м/с (31 км/час)
Николай, пардон, не поможете разобраться, в тех данных, что Вы приводили по гусям: я себе скопировал и оттуда привожу:
какая частота махов: там внизу это время в долях сек? под картинкой?
Что-то если я правильно скопировал данные: средний Су=2,9...
http://jeb.biologists.org/content/206/22/4051/F3.expansion.html
Масса 4.7 кг
Размах 1.58 м
Площадь крыльев 0.36 м2
Скорость полета 8.5 м/с (31 км/час)
Николай, пардон, не поможете разобраться, в тех данных, что Вы приводили по гусям: я себе скопировал и оттуда привожу:
какая частота махов: там внизу это время в долях сек? под картинкой?
Что-то если я правильно скопировал данные: средний Су=2,9...
D
DesertEagle
Написано что это просто время с момента старта. На картинке давление на крыле в паскалях, вот как нарисовано крыло, так оно и летит вправо. Нижняя часть картинки это кончик крыла, верхняя - корень.KV1237542 сказал(а):
Откуда вы взяли средний Cy? На картинке про него ничего нет... Насколько я помню, там интересный вывод был что на махе вверх на кончике крыла создается отрицательная подъемная сила (синяя область на рисунке с надписью -100 Pa). А на остальной части крыла нулевая подъемная сила, 0 Pa (Паскалей).
Частота махов из рисунка получается, что один полный цикл вниз-вверх занимает время 1.16-0.98 = 0.18 сек. Или в герцах, 1/0.18 = 5.5 Гц. Многовато для гуся, нет? Там написано что запись сразу после взлета, видимо все еще взлетный режим.
D
DesertEagle
В том журнале HTML версии статей бывают глючные, полные оригиналы по ссылке PDF справа вверху: http://jeb.biologists.org/content/206/22/4051.full.pdf+html. И еще бывают дополнительные материалы, фото, видео.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Ну вот и мне показалось многовато, но последняя картинка не совсем совпадает с первой можно добавить 0,04сDesertEagle сказал(а):
Получается 4-5 гц. Вообще 8,5 м/с маловато для гуся в крейсере наверное взлет.
Интересно какая амплитуда: в метрах размах я думаю 1,7м
D
DesertEagle
Вот-вот, я тоже тогда это заметил. Это вечная проблема подобных серьезных исследований, они часто не делают выводов, а просто перечисляют условия эксперимента и результаты измерений. При этом делают это биологи, поэтому пропускают незначимые с их точки зрения детали. А нам, аэродинамикам (как громко сказано, хе-хе), их как раз не хватает для полной картины.KV1237542 сказал(а):
D
DesertEagle
Дык если это взлетный режим (а там и написано явно, что время на графике сразу после сформировавшегося взлета), то это не простой Cy... Какой Cy у вертолета массой 500 кг и летящего на 2 м/с?KV1237542 сказал(а):
Тут надо либо знать полную тягу на таком режиме и ее наклон, либо затрачиваемую мощность. А вот на крейсерской скорости полета, которую считаем по определению самой экономичной (т.е. с макс. качеством), знать Cy не помешало бы... У большинства птиц он вроде на уровне 0.4-0.5.
D
DesertEagle
И не летают человеки и крупные животные вроде лошади только потому, что элементарно не могут обеспечить птичьих мускульных параметров. А не потому что не знают про нестационарную аэродинамику ;D. Нельзя же быть такими дремучими, судить о машущем полете только по истертым обрывками из журнала юный техник тридцательней давности, да байками на кухне с такими же соседями по цеху. В мире давно прогресс ушел вперед, давно измерены усилия при сокращении птичьих мышц (независимыми лабораториями и многократно, заметьте), отсняты с лазерной подсветкой вихревые следы за машущими крыльями, усовершенствована теория, которая теперь сходится с реально наблюдаемыми птицами с точностью до единиц процентов. Какие тут еще могут быть вопросы? Папуасы собрались и рассуждают об устройстве атомного реактора, не имея никакой информации как он устроен на самом деле? Думают, что внутри него вращается вихрь, сосущий тепловую энергию из окружающего воздуха? Так как откуда еще там взяться столько энергии, про атомы папуасам никто тридцать лет назад не рассказывал, да? ;D
Так что вооружайтесь переводчиком и вперед, узнавать для себя то что вы не знали о птицах. И параллельно начинайте думать как сконструировать привод, который обеспечит птичье усилие в 900 кг. Имеющиеся на груди у любой птицы.
Так что вооружайтесь переводчиком и вперед, узнавать для себя то что вы не знали о птицах. И параллельно начинайте думать как сконструировать привод, который обеспечит птичье усилие в 900 кг. Имеющиеся на груди у любой птицы.
D
DesertEagle
Я к тому, что машущий полет это уже давно ни для кого в мире не секрет, и нет в нем никаких тайн. А такие жесткие слова нужны, чтобы отрезвить затуманенные мозги некоторых участников.
Сейчас технологии уже приблизились к тому, чтобы обеспечить человека птичьими удельными параметрами. В помощь нашим мускулам. Вопрос в том, как их реализовать под конкретную кинематику, с заданной частотой махов и длиной хода. Это по большому счету проблема редуктора. Нужен механизм, который сможет подкидывать автомобиль по два раза в секунду, если перевести на образные сравнения. Именно такими параметрами обладают птицы для своего размера. И столько мощности развивает простенький деревянный винт, вращаясь на валу двигателя. За счет оборотов, помноженных на момент.
Вот в чем конструкторская проблема. Как сделать привод, необходимый для полета. Потому что смотреть как здесь рассуждают про таинственные вихри в атомном реакторе, которые никто не видел, но которые конечно же есть, потому что ничем другим махолетчики не могут объяснить столько выделяющегося при его работе тепла, это довольно грустно. Но как вы понимаете, на самом деле никаких вихрей там нет, работа реактора известна уже пятьдесят лет. А работа птичьего машущего крыла известна двести лет(!!!), начиная с Отто Лиллиенталя. А уж в последние двадцать лет там вообще никаких белых пятен не осталось. Читать хотя бы нормальные биологические журналы, до просветления. http://jeb.biologists.org/
Сейчас технологии уже приблизились к тому, чтобы обеспечить человека птичьими удельными параметрами. В помощь нашим мускулам. Вопрос в том, как их реализовать под конкретную кинематику, с заданной частотой махов и длиной хода. Это по большому счету проблема редуктора. Нужен механизм, который сможет подкидывать автомобиль по два раза в секунду, если перевести на образные сравнения. Именно такими параметрами обладают птицы для своего размера. И столько мощности развивает простенький деревянный винт, вращаясь на валу двигателя. За счет оборотов, помноженных на момент.
Вот в чем конструкторская проблема. Как сделать привод, необходимый для полета. Потому что смотреть как здесь рассуждают про таинственные вихри в атомном реакторе, которые никто не видел, но которые конечно же есть, потому что ничем другим махолетчики не могут объяснить столько выделяющегося при его работе тепла
, это довольно грустно. Но как вы понимаете, на самом деле никаких вихрей там нет, работа реактора известна уже пятьдесят лет. А работа птичьего машущего крыла известна двести лет(!!!), начиная с Отто Лиллиенталя. А уж в последние двадцать лет там вообще никаких белых пятен не осталось. Читать хотя бы нормальные биологические журналы, до просветления. http://jeb.biologists.org/
D
DesertEagle
Если при изгибе лонжерона не выделяется тепла, то потерь в самом лонжероне нет. Куда они, по-вашему, уходят тогда? В невидимый мировой эфир что ли? ;D
Любые виды гистерезисных потерь, например когда мы растягиваем резину, а потом отпускаем и она возвращается с меньшим скоростью/усилием/ходом, в конечно счете переходят в тепло. Ну или в химические реакции, когда меняется сам материал. Или на перестройку его топологии, напряжения в кристаллической решетке и т.д. В любом случае, все виды потерь давно известны. Энергия из ниоткуда не берется и никуда не исчезает, а только переходит из одного вида в другой.
Так ответьте для самого себя, в какой вид энергии переходят потери при изгибе лонжерона? Тогда и не будет для вас в этом белых пятен.
D
DesertEagle
И где же это было признание нестационарности? В том документе не было ни слова об этом. Есть расхождения в экспериментальных данных при вертикальном взлете голубя, которые требуют дальнейшего изучения и уточнения. Объяснять это нестационарностью как фактом, никто никогда в здравом уме не стал бы. Строить предположения - пожалуйста. Принимать за объясненный факт - нет. На данный момент это не объяснено. И позвольте уточнить, вы все еще говорите про критический взлетный режим, требующий даже у голубя в два раза больше мощности, чем в горизонтальном полете?
То есть если в горизонте у человеческого махолета нужна мощность 10 кВт, то при взлете с учетом всех голубиных нестационарностей, даже если они есть, потребуется никак не менее 20 кВт. Это предмет спора и хвалебным одам нестационарности? Я понятия не имею как обеспечить в приводе 10 кВт для горизонта при массе мотор+редуктор+крыло не более 30-40 кг, а вы уже про 20 кВт размышляете... При частоте махов 8.6 Гц тридцатиметровым крылом? У меня не настолько развитая фантазия, извините )). Да и вертикальный взлет меня не интересует, мне не сложно разбежаться десять метров для взлета. Меня интересует прежде всего горизонтальный полет, а там с нестационарностью все давно ясно. Даже у 20 граммового стрижа и соловья, машущих под 10 Гц, как оказалось, ее нету.
Изучайте, ищите, ищите, думайте ). Может и удастся в итоге сделать аппарат с вертикальным взлетом экономичнее, чем вертолет. Я это тоже вполне допускаю. Но какое это имеет отношение к машущему полету? Мы висеть на месте собираемся с двухкратно большей мощностью, чем в полете, или лететь?
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
DesertEagle сказал(а):
А, Николай, ну проектируйте свой, чисто стационарный аппарат кто мешает, у Вас, из одной и той же бочки я так понимаю данные и если они подтверждают ваши взгляды - то все гут, если противоречат Вы от них отмалчиваетесь: пример голубь, его мощность... и т.д. А у сороки К=18 Выскакивало? - выскакивало... - показалось.
У гусей Су все равно около 3-х получается при взмахе вниз... - не будем проверять, а вдруг данные не совпадут со стационарной теорией...
Да что бы учесть некоторые особенности всего то нужен привод с возможностью настройки. А избыток мощности не повредит.
Откуда Вы все время берете 20 КВт для верт. взлета: если идеальный пропеллер для ф6м всего около 5 КВт? (на 120 кг например)
Что в 4 раза хуже как минимум получиться?
Не нужно только лишних споров. в стиле "эти нестационарщики" кто? давайте конкретнее, Вы же не тролль огульно охаивать. Борислав очень грамотный человек, просто идет самым коротким и трудным, нестандартным путем.
Может и получиться.
Мои посты может и не информативны, но стараюсь не обобщать и бездоказательно не говорить.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Вполне соглашусь: пиковая 120-130 Вт/кг с мышцы анаэробная на несколько секунд.DesertEagle сказал(а):
Она же подтверждает что голубь переплюнул идеальный пропеллер на 40% или еще мощности ему в 2-3 раза добавим?
Если бы голубь весил 88кг как я то * 20% мышц =17,6кг *0,12=2,112 КВт пиковой мощности.
Кто-там писал про велосипедиста в гите пик 1,8 КВт вполне коррелирует.
Я, в прошлом культурист-любитель: так вот с нагрузкой 50-70% от максимальной в приседаниях, жиме, становой тяге, вполне можно выдавать около 1 КВт, может и больше пиковой мощности. Собственно не к этому стремились.
У человека конечно мышцы разбросаны по телу и средний человек менее тренирован чем голубь... но тут уже дело в приводе.
Что касается горизонтального полета, то данных недостаточно: голубь средний дворовой не летает далеко и долго. Разве замерить какого нибудь породистого почтового на несколько часов.... Или другую птицу "транзитного" полета: утку гуся.
Если у Вас голубь в горизонте выдавал в 2 раза меньше пиковой мощности: значит он не шел шагом а скорее пробежался полу- анаэробно как человек метров на 200-400 подальше от орнитолога. Вспомните диаграмму которую приводили по мощности от максимальной (анаэробной) до длительно выделяемой (аэробной) мощности разница не в 2 раза, а может в 5-6 раз может и в 10... Эта зависимость нелинейная и в начале - резкое падение.
У всех теплокровных существ думаю мышцы чем-то схожи по строению: маленькую просто легче кровоснабжать и иннервировать поэтому несколько меньше удельный вес. ( я не говорю о мышцах ф1мм насекомых которую достаточно погрузить в раствор питательный и все нужное диффузией возьмет не нужны сосуды и тд)
А усилием вообще нефиг оперировать силы моменты это все относительно главное мощность.
Отнюдь не факт что с увеличением линейных размеров и увеличением Re ситуация будет ухудшаться.
D
DesertEagle
Дык уже давно "спроектировал", стоило только понять что нестационарщики брешут не стесняясь, а на самом деле за их словами ничего не стоит. Ставьте мотор 10 л.с. на дельтаплан, будут в среднем на крыльях при махах 5 л.с., этого вполне хватит для горизонтального полета. Вот только если тянуть даже за боковые тросы, что требует минимальных усилий для махов, привод должен обеспечить усилие под тонну с ходом в метр, а таких устройств я что-то не встречал. Может вы знаете такие? )KV1237542 сказал(а):
Есть несколько расчетных вариантов, вроде электролебедки или ШВП с гайкой, или веревочной скрутки, но конкретно с такими параметрами таких устройств в железе нет. Будет время/возможности, сделаем конечно и проверим. А пока готового устройства с такими характеристиками в природе не существует.
А пиковая при махе вниз? Сколько в среднем будет потребляться никого не волнует, мотор должен стоять мощностью, способной обеспечить пиковую. Иначе просто не махнет. 20 кВт было в сравнении, что голубь при взлете тратит в два раза больше, чем в горизонтальном полете. Соответственно, если для человека махолет с представляемыми большинством крыльями (примерно с дельтаплан) в горизонте будет требовать мотор 10 кВт, то он же при голубином зависании 20 кВт.KV1237542 сказал(а):
А так-то можно зависать и от 500 Вт, летающий мускульный вертолет тому подтверждение.
Все кто утверждает о положительном влиянии нестационарных процессов при махах в полноразмерном махолете. Мол, из-за можно делать аппарат на меньшую мощность, чем требуемая по стационарной аэродинамике. Нельзя. Не взлетит. Пополнит коллекцию исторических нелетающих махолетов. А это никому не нужно, верно? Проектировать нужно аппарат, хотя бы теоретически способный взлететь.KV1237542 сказал(а):
D
DesertEagle
Не встречал потребности у авиамоделистов в винтах диаметром 50 см и с тягой 3.1 Н. Ближайший аналог наверно комнатные модели? Можно поискать их тягу и сравнить с теорией идеального винта. Они тоже на глаз крутятся медленно и имеют большую хорду.KV1237542 сказал(а):
А пока почитайте этот документ: http://jeb.biologists.org/content/214/11/1867.full
Насколько я понял, они вращали голубиное крыло на моторе как винт и измеряли получившиеся характеристики. Мне лень разбираться, но вроде ничего необычного они там не нашли.
