Беседы о теории машущего полёта.

D

DesertEagle

KV1237542 сказал(а):
Только раз птица может висеть в воздухе только на крыльях, а крылья способна удерживать только большая грудная, а  она работает 50% времени, значит G надо удвоить *2 ?
Да не, у нас же на фотографии имеется два крайних положения и вывод по движению корпуса о постоянной подъемной силе на крыльях всей птицы (а не крыльях отн. набегающего потока!).

Поэтому можем использовать среднюю мощность между этими двумя положениями. А как там мышцы напрягаются между ними, 50% времени с удвоенной мощностью или 100% времени с равномерной мощностью, нас не интересует. Точнее, очень даже интересует, так как это определяет необходимую пиковую мощность мотора на борту махолета. Но из видео это распределение узнать мы не можем. Ну, разве что косвенно по ускорениям во время длительности маха, но сколько я смотрел видеоролики, это будет сделать очень сложно. Слишком визуально незаметны они, эти ускорения.
 
D

DesertEagle

Чайка еще и машет не строго вниз, а скорее вперед-вниз. То есть у нее не горизонтальный шарнир, а немного наклонный. Из-за этого при виде сзади получается оценка амплитуды не совсем точная (мощность получается заниженная).

Замедленное видео: http://www.youtube.com/watch?v=Lq0URzoFEMk

Впрочем, все это мелочи. Полет птиц тщательно изучен уже лет тридцать как. Нет там никаких секретов. Вопрос с висением и вертикальным взлетом, а также работой на закритических углах конечно интересен, и будет дальше изучаться. Но ничего такого прям революционного там не может быть обнаружено. По любому самый энергетически выгодный это крейсерский полет, где индуктивное и профильное сопротивление минимальны.

При этом можно в идеале ориентироваться на птичьи 10-15 Вт/кг (при такой же удельной нагрузке и аэродин. качестве, разумеется). При этом мотор должен быть 80-120 Вт/кг и уметь работать на полную мощность в течении четверти времени цикла.

Ну либо использовать топоровскую схему или другие равномерные схемы, где эту пиковую можно снизить примерно до 1.4-2 раз выше средней для полета.
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
DesertEagle сказал(а):
Чайка еще и машет не строго вниз, а скорее вперед-вниз. То есть у нее не горизонтальный шарнир, а немного наклонный. Из-за этого при виде сзади получается оценка амплитуды не совсем точная (мощность получается заниженная).
у всех птиц угол наклона от 15 до 30 грд
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
DesertEagle сказал(а):
А вот это верно, пиковая мощность при махе нужна намного больше средней. Выше и KV1237542 говорил, что активная фаза напряжения грудной мышцы 50% от времени маха вниз, да и я нашел в одном из документов выше такую же цифру (там говорилось про 50% в крейсере и 60% при наборе). То есть уже мышца должна обладать в два раза большей мощностью, чем средняя для маха вниз, полученная из фотографии. Которая, в свою очередь, в два раза выше средней мощности за время полета.
Я конкретно имел ввиду следующее: для птицы с периодом опускания крыла 2/3 маха (в мах вниз входит 1 движение вниз прямого крыла, 2 затем движение вниз мануса при движении вверх плечевой кости) время работы грудной мышцы составит примерно 1/2 от всего времени маха или 0,76 от времени маха вниз)

И грубо предлагаю принять усилие в ЦД крыла (0.5 размаха) на это время равным 2G птицы (для 2 крыльев)
можно принять, что мощность выделяется равномерно.
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
При этом можно в идеале ориентироваться на птичьи 10-15 Вт/кг (при такой же удельной нагрузке и аэродин. качестве, разумеется). При этом мотор должен быть 80-120 Вт/кг и уметь работать на полную мощность в течении четверти времени цикла. [/quote]
DesertEagle сказал(а):
Впрочем, все это мелочи. Полет птиц тщательно изучен уже лет тридцать как. Нет там никаких секретов. Вопрос с висением и вертикальным взлетом, а также работой на закритических углах конечно интересен, и будет дальше изучаться. Но ничего такого прям революционного там не может быть обнаружено. По любому самый энергетически выгодный это крейсерский полет, где индуктивное и профильное сопротивление минимальны.

При этом можно в идеале ориентироваться на птичьи 10-15 Вт/кг (при такой же удельной нагрузке и аэродин. качестве, разумеется). При этом мотор должен быть 80-120 Вт/кг и уметь работать на полную мощность в течении четверти времени цикла.
Самый смысл махолета в ВПХ! или в складном крыле - иначе зачеm?

А стремиться есть куда: если взять чайку БМ: на 2 кг и нагрузке 7,7кг/м2 вертикальный взлет при средней мощности 30 Вт (60 средняя при махе вниз грубо), а в горизонте ну пусть средняя 15 Вт

Что имеем: аппарат приемлемых габаритов: размах 13м а мощность пиковая для веса скажем 120кг = 3600 Вт
а средняя 1800 Вт при вертикальном старте. А в горизонте 1800-900Вт

Только вот у меня сомнения что чайке всего в 2 раза легче болтаться в воздухе часами чем взлетать вертикально? А верхняя граница средней мощности маха вниз 200Вт/кг мышц весьма реалистична и подтверждена, а вес грудных 12-18% никуда не денешься...

Все-таки машут они не все время и частоту я несколько завысил.
Вроде коррелирует со стационарным расчетом но ощущение коротких штанов которых еле хватает.
 
D

DesertEagle

KV1237542 сказал(а):
И грубо предлагаю принять усилие в ЦД крыла (0.5 размаха) на это время равным 2G птицы (для 2 крыльев)
можно принять, что мощность выделяется равномерно.
Можно и так. Это даже наверно можно выделить из видео, если аккуратно найти попиксельное ускорение корпуса (крыльев) при махе. Корпус в это время должен подниматься с ускорением 9.8 м/с2 (раз подъемная сила в это время 2G), а вторую часть пути двигаться линейно?

Не уверен, что такое происходит. На видео визуально такой разницы незаметно. Но тут такое дело - в сумме при махе вниз надо в любом случае создать двухкратные аэродинамические силы на крыльях. Чтобы потом при планировании на махе вверх, использовать этот избыток для поддержания горизонтального полета в среднем. Эту необходимость еще Отто Лиллиенталь обосновал.

Но дело в том, что на виде сзади этого не видно. Эта двухкратная по величине 2G полная аэродинамическая сила R наклонена вперед, создавая тягу. А нам видна только ее вертикальная составляющая, равная весу птицы G.

А создаваемый необходимый двухкратный избыток запасается в избытке тяги. Потом на махе вверх птица тормозится, используя этот избыток и переводя его в высоту. Это подтверждает тот факт, что на видео птица при махе вверх снижается с меньшей вертикальной скоростью, чем должна при чистом планировании для своего К.

KV1237542 сказал(а):
Самый смысл махолета в ВПХ! или в складном крыле - иначе зачеm?
Ну не знаю, для меня важнее тишина и легкость/компактность конструкции. То есть за складное крыло я полностью за! (хотя и не знаю, как его сделать по массе хотя бы как у дельтаплана 25-35 кг). А начиная с площади 15 м2 для 70-80 кг пилота, ВПХ существующих планирующих крыльев и так замечательные. Никогда не испытывал проблем с посадкой или взлетом на парапланах/дельтапланах, а я летал и на 10 м2 (проекционная площадь). Все проблемы от неудобства разбегания, например большой массы парамотора и громоздкого кольца ограждения.

А вот шум это реально проблема. Уже начинается новый летный сезон, но мне чертовски не хочется доставать из гаража парамотор и гонять его, чтобы настроить. Люди на дачах то спят, но отдыхают, то дети маленькие. А это реально сильный раздражающий рев, даже если отойти в поле на несколько сотен метров. А вот с махолетом (в идеале электрическим) я бы с удовольствием повозился сейчас, летал бы чаще...

KV1237542 сказал(а):
Что имеем: аппарат приемлемых габаритов: размах 13м а мощность пиковая для веса скажем 120кг = 3600 Вт
а средняя 1800 Вт при вертикальном старте. А в горизонте 1800-900Вт
Да, и это тоже. Правда это средняя, и только при такой же удельной нагрузку/удлинении. Парапланы сейчас фактически летают от 2000-2500 Вт. (моторы используются на 4000-5000Вт из-за кпд винта 50%). Поэтому для махолета нужно найти привод, который сможет в краткие моменты выдавать в несколько раз большую мощность, чем средняя. У птиц это мышцы делают естественным образом.

Я поэтому и агитирую рассматривать махолет со стационарной аэродинамики, чтобы найти эти пиковые значения и подбирать под них мотор, редуктор и привод. В какой статье про махолеты говорится, что чтобы махолет мог махать своими крыльями, мотор на нем должен быть в 4 раза мощнее, чем на самолете? Нигде не говорится. Наоборот, везде пишут что он будет в несколько раз экономичнее самолета. Экономичнее да, но не в несколько раз, а процентов на 20-30 при прочих равных, и только в сверхлегкой низкоскоростной категории, и совсем по другим причинам - аэродин. качество, размах и т.д.. Но мотор-то должен быть на борту махолета в 4 раза мощнее самолетного, факт.

С этим можно бороться. Идеально - пневмопривод. Мотор будет молотить на своих 15 Вт/кг, ресивер запасать энергию, а пневмомышцы развивать необходимые усилия. Заодно и инерцию можно нивелировать упругостью сжатого воздуха. Идеальный вариант. Но нет готовых подходящих по характеристикам узлов, на основе которых можно спроектировать привод. Только все нуля.

Есть еще несколько вариантов. Любой электромотор может кратковременно работать при двухкратной нагрузке (хоть и с немного меньшим кпд). Электромоторы по сути ограничены тепловыделением, поэтому ему что работать постоянно на одной номинальной мощности, что половину периода на двухкратной, а половину не работать, должно быть одинаково. Успеет остыть.

Для КШМ тоже можно придумать решения. Давайте махать крыльями не напрямую от двигателя, а через упругую муфту. То есть мотор крутит что-то вроде резиномотора, а на другом конце резиномотора уже стоит КШМ, подсоединенный к крылу. В итоге резина будет сглаживать нагрузку, ну и вообще работа мотора будет более равномерной. Так как мотор будет скручивать резину при махе вверх, запасая в ней энергию.

Аналогичный трюк можно провернуть с маховиками (может оказаться даже легче по весу, чем резина). Но тут нужен механизм для перевода больших оборотов маховика в маленькие. Сложный редуктор то есть.

Что еще... Хорошо бы просто впрыскивать в кевларовую пневмомышцу топливо и поджигать. Да, кпд как тепловой машины будет низкий (а какой именно? когда-то существовали двс без сжатия). Но зато какова простота конструкции! Масса будет мизерная при любых нагрузках и мощностях.
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
DesertEagle сказал(а):
Ну не знаю, для меня важнее тишина и легкость/компактность конструкции. То есть за складное крыло я полностью за!

    Врать не буду пока не могу поэкспериментировать-построить но по прикидочным расчетам: складной аналог мануса с 10 однонаправленными   карбоновыми перьями (трубки), технология напоминает парусное крыло без нервюр) + дюралевая трубка-аналог кисти по прикидочному расчету получается весом около 1 кг, если ткань 50г/м2
расчетная нагрузка максимальная 67кг коэффициент запаса 2,5...3 до разрушения длина 2м, площадь около  1,35м2 распределение нагрузки расчетное принятое напоминает пирамиду с усеченной вершиной
Пока делал только 1 перо из бамбука посмотреть технологичность - понравилось
 
D

DesertEagle

Тут поступило предложение, что насос гидроусилителя руля имеет большой запас по прочности. Что его можно без проблем раскрутить по оборотам в три-четыре раза с более жидким маслом. И с его родных 500 Вт получить 2000 Вт. Масса небольшая, максимум несколько кг.



Собственно, можно просто уменьшить диаметр родного шкива, тем самым увеличив обороты



По-хорошему, может удастся использовать для слежения родной торсион из руля (чтобы повторял движения рук, управлять крыльями вручную). Надо поискать их массы и конструкцию.. Останется подобрать подходящий гидроцилиндр и вроде как все?
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
DesertEagle сказал(а):
Тут поступило предложение, что насос гидроусилителя руля имеет большой запас по прочности. Что его можно без проблем раскрутить по оборотам в три-четыре раза с более жидким маслом. И с его родных 500 Вт получить 2000 Вт. Масса небольшая, максимум несколько кг.
А сколько удельный все насоса?

DesertEagle сказал(а):
По-хорошему, может удастся использовать для слежения родной торсион из руля
Мысль хорошая вроде.

     Надо рассматривать проблему в комплексе: стандартные гидроцилиндры сильно перетяжелены,  лучше брать давление побольше, 20-30 МПа ГУР вроде меньше выдает в разы, форсировать по давлению не удасться, если форсировать по потоку нужен большой цилиндр или будет тяжелый или надо специальный делать.

А так вроде если аксиальный обратимый готовый взять то вес где-то 0,5кг/КВт может быть.
Вроде есть какие-то авиационные из готовых, тут где-то упоминались на ветке по автожирам (раскрутка ротора) ну и цилиндры бывают авиационные полегче, повторюсь видел на форуме "торговля"
 
S

slavka33bis

Я в шоке.

Оказывается над этим аппаратом работала команда ученых из института аэрокосмических исследований.

Как так, тогда, могло получиться, что он мало того не полетел, но и просто разрушился в полете?

Что это за ученые такие...
 

Вложения

S

slavka33bis

Закинука я сюды все ссылки об этом моторном орнитоптере.

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

https://www.youtube.com/watch?v=6qAWBRvZHJE

https://www.youtube.com/watch?v=s7ULvj5rCF0

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

Не могу найти ролик, на котором этот аппарат пытается оторваться от ВПП до установки на него реактивного двигателя.
 
S

slavka33bis

Всё.
Нашёл.

Вот это видео и является самым главным для анализа.

https://www.youtube.com/watch?v=pUk6I2bL7j0
 

georgy31

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
slavka33bis сказал(а):
Я в шоке.

Оказывается над этим аппаратом работала команда ученых из института аэрокосмических исследований.

Как так, тогда, могло получиться, что он мало того не полетел, но и просто разрушился в полете?

Что это за ученые такие...
Я думаю, что  ещё больше народ удивится, когда узнает, что толкал этот аппарат реактивный двигатель, а крылья махали чисто для понту. Через лет 10 никто об этом факте не вспомнит, но зато останется факт первого полёта. В век великого обмана мы живём. И учёные в ихнем пиндостане, это обычные жулики, ну или если выразиться толерантно "осваиватели грантов" ;)
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
slavka33bis сказал(а):
F=m*a=m*dV/dt...

m=250 kg, a= ?

http://www.ornithopter.net/images/2006/Patrick_Zdunich_Installs_Jet_Large.jpg
"It's better to compare Giordano with UTIAS ornithopter acceleration
WITHOUT the jet engine. [ there was no jet engine when I was the test
pilot 1995 to 2001 ]
In this video, I lifted off briefly at 50 mph - we were doing lift-off tests.
I gradually increased throttle until full throttle was reached. I did not
give full throttle until we had gone about 300 yards - this procedure
minimised the pitching and heaving at the start of the run.
http://www.ornithopter.net/images/fullscale640.mpg

Cheers,
Patricia"
 

georgy31

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
Хорошая дамочка эта Патриция, хотя её и дамочкой сложно назвать. Железная леди. Как лихо она на последнем издыхании своего пепелаца на взлёт пошла. Видать понимала, что последний шанс. Хотел пригласить её свой аппарат испытывать, да жена против почему то. ;)
 
S

slavka33bis

georgy31 сказал(а):
Как лихо она на последнем издыхании своего пепелаца на взлёт пошла.
А с чего это вдруг Вы взяли, что она подлетела именно на последнем издыхании аппарата?
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
georgy31 сказал(а):
на последнем издыхании

-но голос не потеряла!

http://ornithopter.net/Publications/OrnithopterReportfor8July2006.pdf

=pod upravlienijem  [Pilot Jack Sanderson]      


-если серьёзно,то тяга от 24-сильного мотора получилась небольшая,и при взлётном ок.300 кг ускорение было мизерным,
намного меньше метра на секунду квадрат!

\скорость 20м/с достигал после 100 секунд...\
 

georgy31

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
slavka33bis сказал(а):
А с чего это вдруг Вы взяли, что она подлетела именно на последнем издыхании аппарата?
Я просто беседовал с ней об этом. Героическая баба. Когда поняла, что аппарат начал саморазрушаться, сделала так сказать последний рывок. ;)
 
Вверх