S
slavka33bis
А с чем сравнивать собираемся?
Разве у Вас есть информация о потребляемой голубем мощности при обычном машущем полете?
Разве у Вас есть информация о потребляемой голубем мощности при обычном машущем полете?
Беседы о теории машущего полёта.
S
slavka33bis
А сдублируюка я это сообщение.
Хочу чтоб этот ролик был всегда у меня под руками.
Хочу чтоб этот ролик был всегда у меня под руками.
slavka33bis сказал(а):
izrail11
хочу летать!
- Откуда
- планета Земля
да Вы не заморачивайтесь!slavka33bis сказал(а):
это так, к размышлению, мыслящим.
это не вопрос был, а предложение представить ситуацию :~) :~~)
S
slavka33bis
Да я и не заморачиваюсь.
Думайте, мешать не стану.
Как вариант к размышлению после того, как поразмыслите над винтом диаметром 20 мм для аппарата взлетным весом 300...400 грамм, рассмотрите винт диаметром 600 мм для какогонибудь самолетика типа Ан-2.
Времени у Вам вагон.
Вся Ваша жизнь.
Думайте, мешать не стану.
Как вариант к размышлению после того, как поразмыслите над винтом диаметром 20 мм для аппарата взлетным весом 300...400 грамм, рассмотрите винт диаметром 600 мм для какогонибудь самолетика типа Ан-2.
Времени у Вам вагон.
Вся Ваша жизнь.
S
slavka33bis
Для СтепногоОрла.
Николай, Юрия мы, походу, потеряли.
Николай, Юрия мы, походу, потеряли.
D
DesertEagle
Похоже на то. Не стал Юрий отвечать на вопросы, а ведь он (как и любой другой участник этого форума) должен знать на них ответы. Или знал когда-то. Это ведь школьная программа, иначе его просто не выпустили бы из средней школы.slavka33bis сказал(а):
Нет ничего лучше, чем если бы он сам ответил на те вопросы и лично убедился, что например овальная траектория крыла при махах вообще никак не снижает инерцию. Или о том, насколько примитивные школьные формулы из двух множителей, удивительно точно описывают наблюдаемые летные свойства птиц (собственно, вопросы так и составлены, что к их концу он освоил бы простой, но достаточно точный расчет любого махолета). А с привлечением более продвинутой аэродинамики, такой как метод дискретных вихрей и решения уравнений навье-стокса методом конечных элементов, результаты расчета совпадают с реальностью до n-знаков после запятой. Заодно ему стали бы очевидны глупости в обсуждаемых тут махолетных теориях, придуманных такими же неучами, забывшими школьный курс физики.
Но увы, не судьба.
D
DesertEagle
Стриж. Не умеет сгибать крыло в локте. Машет прямым крылом, по-самолетному. Один из лучших летунов в мире.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Сгибает, как и все и отводит вниз-назад, только верно пропорции совсем другие, фактически у стрижа изх-за пропорций эффект сводиться к отведению назад при махе вверх это все же стрижу необходимо.DesertEagle сказал(а):
Отмечу, что конечно стриж летает на малых нагрузках на крыло и высоких скоростях, где нестационарные эффекты минимальны
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
По поводу нестационарности: представим цилиндр воздуха с диаметром равны размаху крыла самолета/птицы и длиной равной скорости м/с отбрасывание этого воздуха вниз с конечной скоростью V и придание ему кинетической энергии mV2- это физическая сущность индуктивного сопротивления.
Что делает птица: нарежем цилиндр кусками равными по длине маху вниз и наклоним каждый кусок под углом к горизонту: имеем тягу высоким пропульсивным КПД скорость в плоскости "винта" в данном случае равно скорости далеко перед "винтом", тяга и подъемная сила и являются одной общей силой, траектории махов вниз не должны накладываться друг на друга, для этого между траекторией махов вверх/вниз должен быть определенный угол (не менее 90 град), а вот ометаемая площадь как таковая у винта т.е. зависящая от амплитуды не имеет значения: вот и какой никакой критерий подобия,
Далее в промежутках между махами вниз крыло движется вверх, грудные мышцы расслаблены и птица не может скашивать поток вниз (примерно 40-50% всего времени).
Это по идее должно вызывать необходимость в увеличении скорости отбрасываемого вниз потока в 2 раза и увеличению индуктивных потерь в 4 раза.
НО! Расчет чайки (помните вместе считали простейшим способом) и сравнение со стационарной моделью с К=15...20 более менее сходяться, если принять КПД "винта"100 (хотя сационарный расчет у меня лично дает несколько худшие данные)
Но очевидно, что объемы воздуха находщиеся между 2 очередными "цилиндрами скашиваемого вниз воздуха" тоже должны вовлекаться в движение и не могут заканчиваться резкой границей по плоскости.
Этот эффект максимален на взлете: гусь 5гц, 8м/с, грубо воздух нарезается блинами с диаметром 3м (размах крыльев гуся) и толщиной около 0,8...1м (фаза опоры на грдные мышцы при махе вниз)
Картинка в помощь моему возможно сумбурному изложению
Т.о. возможно птице выгодно при сохранении угла между траекторией маха вверх/вниз увеличить частоту для возможно большей эжекции воздуха, находящегося между скашиваемыми вниз объемами
вот и еще 1 критерий подобия
Все это значит, что взяв, птицу и рассчитав мощность простейшим методом, сверив затем с самолетной моделью и получив какую-никакую сходимость, обратно через эксель и расчет по точкам траектории маха вниз эту сходимость не получишь.
Что делает птица: нарежем цилиндр кусками равными по длине маху вниз и наклоним каждый кусок под углом к горизонту: имеем тягу высоким пропульсивным КПД скорость в плоскости "винта" в данном случае равно скорости далеко перед "винтом", тяга и подъемная сила и являются одной общей силой, траектории махов вниз не должны накладываться друг на друга, для этого между траекторией махов вверх/вниз должен быть определенный угол (не менее 90 град), а вот ометаемая площадь как таковая у винта т.е. зависящая от амплитуды не имеет значения: вот и какой никакой критерий подобия,
Далее в промежутках между махами вниз крыло движется вверх, грудные мышцы расслаблены и птица не может скашивать поток вниз (примерно 40-50% всего времени).
Это по идее должно вызывать необходимость в увеличении скорости отбрасываемого вниз потока в 2 раза и увеличению индуктивных потерь в 4 раза.
НО! Расчет чайки (помните вместе считали простейшим способом) и сравнение со стационарной моделью с К=15...20 более менее сходяться, если принять КПД "винта"100 (хотя сационарный расчет у меня лично дает несколько худшие данные)
Но очевидно, что объемы воздуха находщиеся между 2 очередными "цилиндрами скашиваемого вниз воздуха" тоже должны вовлекаться в движение и не могут заканчиваться резкой границей по плоскости.
Этот эффект максимален на взлете: гусь 5гц, 8м/с, грубо воздух нарезается блинами с диаметром 3м (размах крыльев гуся) и толщиной около 0,8...1м (фаза опоры на грдные мышцы при махе вниз)
Картинка в помощь моему возможно сумбурному изложению
Т.о. возможно птице выгодно при сохранении угла между траекторией маха вверх/вниз увеличить частоту для возможно большей эжекции воздуха, находящегося между скашиваемыми вниз объемами
вот и еще 1 критерий подобия
Все это значит, что взяв, птицу и рассчитав мощность простейшим методом, сверив затем с самолетной моделью и получив какую-никакую сходимость, обратно через эксель и расчет по точкам траектории маха вниз эту сходимость не получишь.
Вложения
D
DesertEagle
Правда? А вот как выглядит стриж в полете.KV1237542 сказал(а):
По остальному - нет у стрижа никаких нестационарных эффектов, его полет отлично сходится с расчетом по стационарной самолетной аэродинамике. Вот тут хорошая статья, где за летящим стрижом снимали вихревой след: http://jeb.biologists.org/content/211/5/717.full.
Вихревая полоса за стрижом близка к самолетной, просто крылья движутся по синусоиде. Ни выраженных отталкиваемых цилиндров воздуха, ни какой-то импульсности там нет:
Эффективное аэродинамическое качество стрижей на скорости 8.4 м/с и Re=2.2*10^4 равно 13.3 единиц. Это среднее за полет, а при махе вниз (или вверх), очевидно, еще выше.
Я просто к тому, что вот птица - машущая чисто по самолетному. Летает лучше большинства других видов птиц (может месяцами не приземляться). Выводы?
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Одно другому не противоречит просто шарнир близко к плечу, не сгибая локоть стриж не может отвести крыло назад.DesertEagle сказал(а):
Да и за самолетом цилиндров нет - тоже вихревая пелена: но цилиндр условность для понятия индуктивного сопротивления: так вот у птиц этот "цилиндр" согласитесь, не может быть сплошным.DesertEagle сказал(а):
Хотите подражать стрижу: этот вид скорее исключение как и колибри и возможно эволюционирует в сторону самолета, но нам-то зачем? как взлетать с башни как стриж вниз головой прыгать?DesertEagle сказал(а):
Ну вот опять вспомним чайку: вес 2кг размах 1,7м, скорость 50км/ч=13,9м/с(прогулочный полет не требующий напряжения), частота пусть 2гц
1 метод приближенной оценки:
амплитуда взмаха вниз с включенными грудными (до сгибания мануса) - 25 град=0,44рад точка фокуса 0,45 полуразмаха (крыло с сужением)=(1,7/2)*0,45=0,38м
перемещение фокуса=0,44*0,38=0,167м
работа грудных за взмах=0,167*20*2(удвоенный вес в Н, раз грудные работают грубо 50% времени)=6,68Дж за 2 взмаха 6,68*2=13,36Дж=мощность 13,36Вт, накинем 10% на прочие мышцы=14,7Вт
это средняя, если грудные работают 50% времени то средняя по работе =14,7*2=29,4Вт
2 метод :
Найдем потребное К для эквивалентного планера с КПД пропеллера 100%(не бывает)
20*13,9/14,7=18,9! Не хуже стрижа, но может и правда, Вы тут данные приводили... Так что вроде коррелирует кое-как. Может и вихревая пелена будет похожа и итоговая средняя мощность.
3 метод: мощность мышц средняя максимальная при махе вниз 200Вт/кг мышц
вес грудных у чаек=12-18%=15срд
2*0,15=0,3кг
средняя пиковая мощность = 200*0,3=60Вт У нас во время полета 29,4вт но это прогулочный полет, а чайка еще и вертикально умеет взлетать, так что ок.
индуктивные потери для экв планера: вес воздуха, скашиваемого за 1 сек = 13,9*0,85*0,85*3,14*1,23=38,7кг
скорость = 20/38,7=0,517м/с
потери индуктивные=0,517*0,517*38,7=10,3Вт
Если грудные мышцы удерживают удвоенные вес птицы в течение 50% времени, то
скорость увеличиться в 2 раза, мощность потерь в 4 раза, но из-за времени делим на 2 итого = 20,6Вт
что-то как-то многовато.....
Оценили-сравнили с самолетом - куда ни шло, оцениваем индуктивное сопротивление отдельно????
Вот я о чем. Птица может и итоговым потерям в среде эквивалентна самолету кое как но не совсем ясно как она этого достигает, в отличие от самолета.
D
DesertEagle
Кстати, все жесткие человеческие крылья классической конструкции крайне неудобны в обращении. Масса 20-40 кг, разнесенная на размах в несколько метров, это ужасно. Возьмите 10-метровую лестницу и попробуйте с ней покружиться, поворачивать в разные стороны. (сравнение для тех, кто никогда не держал в руках дельтаплана). А когда порывы ветра поддувают на одну консоль, из-за парусности все становится еще хуже. Человек не предназначен для таких нагрузок.
Что-то более менее удобное получается только когда дельтаплан на сильном ветру ложится на поток. Но тогда с ним тоже не походишь и не повернешь толком. Все это очень далеко от птичьих ощущений.
Я думаю, что если подходить к вопросу серьезно, то было бы неплохо отказаться от классической конструкции крыльев (т.е. сплошное монолитное крыло и килевая, под которой висит или сидит пилот). И как-то интегрировать крылья к телу человека. Чтобы они одевались как рюкзак что ли... Или, может, были на спине сложены, а перед взлетом резко распахивались. Чтобы не держать их все время распахнутыми, как дельтаплан. Или встроить электронную стабилизацию, чтобы они сами поворачивалить к потоку под минимальным сопротивлением. У птиц это делается инстинктивно, а для нас это проблема...
Я на этих выходных еще раз тестировал жесткокрыльный привод. Этот же: https://www.youtube.com/watch?v=yEyn-6SJYSo, но в этот раз ничего не снимал, так как ничего интересного не было. Теперь с управлением от микроконтроллера arduino, который автоматически останавливает мотор, чтобы он не мог намотать слишком много стропы на катушку (как здесь).
Да, это нормально работает. Но мне не нравится. Со шкивом диаметром 2 см, длина веревки 60 см для одного маха, под нагрузкой сматывается за 0.6 секунды. Это очень мало, 10 оборотов всего. Мотор не успевает раскрутиться и выйти на номинальные обороты. Там даже чувствуется, что через 0.5 сек обороты резко подпрыгивают, так как мотор разгоняется по жестко заданному внутреннему алгоритму в ESC. Нужен датчиковый электромотор с датчиками холла, они вроде как позволяют разгон с произвольным ускорением. И желательно свой ESC, так как менять прошивки на заводских нет возможности.
Ну и вообще, очень большие нагрузки в конструкции. Стропа из 3 мм дайнемы (с узлами) рвется при дохождении до упора. Резинки для возвращения крыла тоже неудачное решение. Сложно подобрать, чтобы они были достаточно сильные, чтобы возвращать крылья наверх (усилия там килограмм 50 примерно), но при этом не слишком дополнительно нагружали мотор при махе вниз. Не нравится мне такая схема. Она простая, но нерациональная по принципу работы.
Кроме того, резинки в крайней точке дают некоторые колебания крыльев. По-хорошему, надо не отпускать крылья до крайней точки (до упора), а подхватывать мотором немного раньше. На одном из роликов это хорошо видно.
В общем, когда держишь все это на весу и все это дергается и трясется, не очень удобно. Мощности много, но гладкого управления не хватает. А сделать его можно, похоже, только на собственном ESC.
Так что я не вижу пока смысла ставить обшивку на лонжероны. Поэтому жесткокрыльный вариант пока замораживаю, а займусь в первую очередь парапланерным. Там нагрузки намного меньше (нагрузка распределяется по 8 стропам вместо 2 и плюс длина хода в 2-3 раза выше, т.е. общее усилие для смотки меньше во столько же раз, согласно формуле N=F*v).
По крайней мере, когда я выезжал в поле с первым парапланерным вариантом привода и сделал мах с почти макс. мощностью (когда установку вырвало из рук тягой крыла и был потерян контроль над мотором, из-за чего испытания были прекращены), то по ощущениям, все проходило намного мягче, чем на жескокрыльном варианте. Сейчас у меня есть защита от перенамотки, поэтому можно продолжить испытания.
Что-то более менее удобное получается только когда дельтаплан на сильном ветру ложится на поток. Но тогда с ним тоже не походишь и не повернешь толком. Все это очень далеко от птичьих ощущений.
Я думаю, что если подходить к вопросу серьезно, то было бы неплохо отказаться от классической конструкции крыльев (т.е. сплошное монолитное крыло и килевая, под которой висит или сидит пилот). И как-то интегрировать крылья к телу человека. Чтобы они одевались как рюкзак что ли... Или, может, были на спине сложены, а перед взлетом резко распахивались. Чтобы не держать их все время распахнутыми, как дельтаплан. Или встроить электронную стабилизацию, чтобы они сами поворачивалить к потоку под минимальным сопротивлением. У птиц это делается инстинктивно, а для нас это проблема...
Я на этих выходных еще раз тестировал жесткокрыльный привод. Этот же: https://www.youtube.com/watch?v=yEyn-6SJYSo, но в этот раз ничего не снимал, так как ничего интересного не было. Теперь с управлением от микроконтроллера arduino, который автоматически останавливает мотор, чтобы он не мог намотать слишком много стропы на катушку (как здесь).
Да, это нормально работает. Но мне не нравится. Со шкивом диаметром 2 см, длина веревки 60 см для одного маха, под нагрузкой сматывается за 0.6 секунды. Это очень мало, 10 оборотов всего. Мотор не успевает раскрутиться и выйти на номинальные обороты. Там даже чувствуется, что через 0.5 сек обороты резко подпрыгивают, так как мотор разгоняется по жестко заданному внутреннему алгоритму в ESC. Нужен датчиковый электромотор с датчиками холла, они вроде как позволяют разгон с произвольным ускорением. И желательно свой ESC, так как менять прошивки на заводских нет возможности.
Ну и вообще, очень большие нагрузки в конструкции. Стропа из 3 мм дайнемы (с узлами) рвется при дохождении до упора. Резинки для возвращения крыла тоже неудачное решение. Сложно подобрать, чтобы они были достаточно сильные, чтобы возвращать крылья наверх (усилия там килограмм 50 примерно), но при этом не слишком дополнительно нагружали мотор при махе вниз. Не нравится мне такая схема. Она простая, но нерациональная по принципу работы.
Кроме того, резинки в крайней точке дают некоторые колебания крыльев. По-хорошему, надо не отпускать крылья до крайней точки (до упора), а подхватывать мотором немного раньше. На одном из роликов это хорошо видно.
В общем, когда держишь все это на весу и все это дергается и трясется, не очень удобно. Мощности много, но гладкого управления не хватает. А сделать его можно, похоже, только на собственном ESC.
Так что я не вижу пока смысла ставить обшивку на лонжероны. Поэтому жесткокрыльный вариант пока замораживаю, а займусь в первую очередь парапланерным. Там нагрузки намного меньше (нагрузка распределяется по 8 стропам вместо 2 и плюс длина хода в 2-3 раза выше, т.е. общее усилие для смотки меньше во столько же раз, согласно формуле N=F*v).
По крайней мере, когда я выезжал в поле с первым парапланерным вариантом привода и сделал мах с почти макс. мощностью (когда установку вырвало из рук тягой крыла и был потерян контроль над мотором, из-за чего испытания были прекращены), то по ощущениям, все проходило намного мягче, чем на жескокрыльном варианте. Сейчас у меня есть защита от перенамотки, поэтому можно продолжить испытания.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Да, у Вас масса линейно распределена по размаху, а нужно хотя бы по треугольнику, момент инерции тогда снизиться, а может даже "впуклая" фигураDesertEagle сказал(а):
, а не треугольник, тогда из условий прочности невольно приходишь к тонким трубкам на концах что-то вроде перьев.От чрезмерных перегрузок на больших углах атаки такую конструкцию защищает эластичность консоли уменьшают угол атаки и нагрузка перемещается на центроплан.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Когда-то давно баловался расчетами: здесь п/крыло 4...4,5м с сужением
случай "висения" на месте, но тогда еще не учитывал инерционной ПС, здесь только нагрузка скоростной напор pv2
слева распределение нагрузки по размаху, распределение удельной нагрузки
справа-момент от аэродинамических сил, ниже от инерционных
(от аэродинамического момента прикидывалась масса участка п/крыла далее от нее инерционный момент)
случай "висения" на месте, но тогда еще не учитывал инерционной ПС, здесь только нагрузка скоростной напор pv2
слева распределение нагрузки по размаху, распределение удельной нагрузки
справа-момент от аэродинамических сил, ниже от инерционных
(от аэродинамического момента прикидывалась масса участка п/крыла далее от нее инерционный момент)
Вложения
D
DesertEagle
Электромотор, наматывающий стропу на катушку, это ни что иное, как очень простой в изготовлении редуктор. При вале катушки 1 см, за один оборот на нее наматывается примерно 3 см стропы. Таким образом, мотор, вращающийся на 100 Гц (на 6000 об/мин), за одну секунду смотает 3*100=300 см стропы. Ставим дополнительно полиспаст 4:1 из трех роликов, и получаем вполне приемлемый для дергания за боковые тросы ход привода 300/4=75 см за секунду.
То есть в итоге получили редуктор 200:1 и усилием для маха 900 кг (при мощности мотора 7 кВт, 7000/0.75=9300 Н). Прямо как у голубя при взлете. На практике несколько меньше из-за механического кпд роликов, разгона-торможения двигателя и кпд двигателя на этих режимах.
При этом с прочностью тоже все хорошо. Сама сматываемая стропа должна быть прочностью порядка 900/4=200 кг, а итоговое развиваемое огромное усилие получается из-за полиспаста. И плюс мотор хорошо управляем, и плюс может вращаться в разные стороны.
Поэтому такой привод для крыльев очень простой по конструкции. Подозреваю, что подобным образом можно сделать и все шарниры в складываемом крыле (небольшими моторами и рычагами/шкивами).
То есть в итоге получили редуктор 200:1 и усилием для маха 900 кг (при мощности мотора 7 кВт, 7000/0.75=9300 Н). Прямо как у голубя при взлете. На практике несколько меньше из-за механического кпд роликов, разгона-торможения двигателя и кпд двигателя на этих режимах.
При этом с прочностью тоже все хорошо. Сама сматываемая стропа должна быть прочностью порядка 900/4=200 кг, а итоговое развиваемое огромное усилие получается из-за полиспаста. И плюс мотор хорошо управляем, и плюс может вращаться в разные стороны.
Поэтому такой привод для крыльев очень простой по конструкции. Подозреваю, что подобным образом можно сделать и все шарниры в складываемом крыле (небольшими моторами и рычагами/шкивами).
D
DesertEagle
А может это вам неинтересно задуматься, как это у этих великих советских расчетчиков, о которых вы говорили, на входе подается мускульные 200 Вт, а на выходе получаются механические 20 кВт?gasgas сказал(а):
По поводу электромотор+шкив, предложите получше вариант привода такой же массы на несколько киловатт мощности при частоте 1 Гц.
D
DesertEagle
Вот о чем-то таком и я подумываю. Очень уж хорошо управляются электродвигатели (при условии собственного ESC, а двигатели с датчиками холла). Струны работают на растяжение, поэтому масса такого редуктора очень мала. Хотя с электромоторами всегда будет риск глюка электроники и бесконтрольного вращения моторов.1960-sokol-12-07 сказал(а):
Возможно, был бы лучше простой пневмопривод на основе пневмомышц вместо боковых тросов. Даже если клапан останется открытым, мышца не сократится больше своего максимального надутого положения. Да и вместо клапанов можно использовать простое перегибание шланга. Посмотрим... Электроверсию сделать проще и понятнее, поэтому начнем с нее. А второй на очереди будет такой самодельный пневмопривод.