Беседы о теории машущего полёта.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
У Вас есть прямые показания датчика 500Па для 60 размаха т.е. 500/88=5,68 коэффициентDesertEagle сказал(а):
А откуда 130Па там при махе вниз все значения от 200 до 500 или вы с махом вверх усреднили? или 130 среднее по всему крылу при махе вниз с учетом разного давления по хорде? что то маловато
другое дело что датчик близко к передней кромке там разряжение повыше, можно и снизить в 1,5-2раза
Вот среднее тогда без датчиков.
Дело в том, что можно взять точку фокуса на 0,45...0,5 размаха крыло полу эллипс полу треугольник скорость полета 8,5м/с площадь крыла 0,36м2 вес 47Н амплитуду принять 90 пусть не голубь все таки и получим?
верт путь 0,628м гориз путь за 1м итого 1.2м за 0.12сек скорость=10м/с (0.12c по графику мах вниз медленней)
q=60 итого средняя по больнице 47/0,36/620=2,2 не самолетный все равно
при махе вверх крыло ни хрена ни несет судя по концам крыльев даже слегка наоборот так что до 2,5 можно добавить
Полразмаха точка - корректно для прямого крыла было бы без учета гориз движ 0,58R для эллипса 0,5R
для этого случая корректнее было бы взять даже 0,45R R=1.6/2=0.8м
не путать эту точку с фокусом по размаху - это разные вещи
S
slavka33bis
Ошибаетесь.Я постоянно говорю, что вокруг любого крыла на дозвуке не может быть ни разряжений ни уплотнений т.к. статическое давление везде одинаковое. Датчик уже меряет разность динамических давлений на сторонах крыла и коррекция на разряжение не корректна.KV1237542 сказал(а):Мне тоже непонятно откуда взялись 130 Па?.
Падает давление.
И ещё как!
D
DesertEagle
Пики 500 Па на графике, как вы верно заметили, не в течении всего маха вниз, а только в начале и конце, при ускорениях крыла. Поэтому среднюю воздушную скорость за весь мах, которая дает напор ~88 Па (который я высчитал для ~60% размаха), для пика брать нельзя. Надо как-то за время пика 0.02 сек найти его "среднюю" скорость. Но это сложно, так как это переходный период. Сначала надо посмотреть, успевает ли за такое время поток пройти хотя бы две хорды, иначе ни о какой воздушной скорости вдоль профиля или понятии угла атаки, который откладывается относительно вектора воздушной скорости, не может идти и речи. Впрочем, и между пиками давление 400 Па, что недалеко от 500.KV1237542 сказал(а):
Поэтому там и пишут, что в начале и конце маха вниз появляется эффект от присоединенной массы. Тут циркуляционная составляющая, какую мы представляем для крыла, может полностью отсутствовать. Переходные моменты сложны.
Однако это как с динамическим срывом дельтаплана у земли, который любит приводить в качестве примера Henryk. Да, суммарный пиковый коэфф. воздушного сопротивления в этот момент в несколько раз выше стационарного. Но что толку? Лететь в постоянном динамическом срыве нельзя. Чтобы задействовать инерционные и циркуляционные составляющие, как вы говорите (правильность вашего описания процесса оценить не возьмусь, но вроде похоже на правду), надо перед этим иметь участок стационарного обтекания с установившейся скоростью.
Вероятно, эта установившаяся скорость и масса задействованного разогнанного в стационарном режиме воздуха потом используются при нестационарном кратковременном торможении, как присоединенная масса. То есть без основной "самолетной" части не обойтись. Этим, возможно, и объясняется общая стационарность полета птиц.
Ну и надо не забывать, что для срывного обтекания не существует аналитической теории, только численное моделирование. Поэтому что там происходит на самом деле, мы тут гадаем на кофейной гуще. Факт остается фактом - среднее энергопотребление птиц равно энергопотреблению стационарного самолета. Что доказано множеством замеров и экспериментов. А момент взлета (у гусей на графике тоже момент взлета, кстати!) и тем более висение за счет махов - это еще огромное поле для исследований.
Что не отменяет того факта, что замеры тензодатчиками мускульных усилий голубя показали, что затрачиваемая мощность при висении в два раза выше мощности при горизонтальном полете. А потому для человеческого махолета короткий/вертикальный взлет, даже будь он нестационарным и выигрывающим у вертолета, не представляет интереса. Так как разогнать махолет до взлетной скорости проще простого. Хоть на колесах, хоть с ног. Но был бы приятным бонусом, конечно. Однако главная проблема, требующая разрешения - это полет. А вовсе не взлет и не висение.
Там в статье написано, что это среднее давление при махе вниз. По одному крылу или всей птице, только по верхним датчикам или всему контуру крыла - неизвестно. Это недостаток таких статей, не все понятно. Надо смотреть по контексту. Эта цифра появляется перед графиком для одного крыла, значит наверно среднее для одного крыла, в качестве сравнения и обобщения.KV1237542 сказал(а):
Отрицательное давление на кончиках при махе вверх - это создание тяги кончиками. Второй режим махов. Так как гуси взлетают и им нужна максимальная тяга. Было бы интересно сравнить с обтеканием кончиков на крейсерской скорости, но его в той работе нет. По другим птицам в крейсере кончики не создают тягу (везде положительное давление). Но минимальное лобовое сопротивление всего крыла при махе вверх.KV1237542 сказал(а):
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Да ну может быть только у вас период маха вниз надо взять 0,12с скорость х1,44 раза будет а не 0,1 и фокус тогда 0,45...0,5 полуразмаха если говорим о среднем СуDesertEagle сказал(а):
Если говорим о Су в р-не конретного датчика то нужно брать показания и только сделать коррекцию на распределение по хорде.
в итоге выйдем обратно на 2,5 где-то.
Я кстати в предыдущем расчете не скорректировал на отсутствие ПС при взмахе вверх по идее надо умножить еще на 1,5...
D
DesertEagle
Там на графике мах вниз длится с 0.98 по 1.08 сек (нижняя шкала), отсюда длительность маха вниз 0.1 сек. Но все эти прикидки по картинке слишком грубые, ошибка может оказаться в разы. Можно оценить лишь порядок цифр.KV1237542 сказал(а):
izrail11
хочу летать!
- Откуда
- планета Земля
DesertEagle
а на счет приложения силы, при расчетах, и последующим вычислением мощности..
не влияет приложение силы(у коня/за кончик крыла), на выбор мощности движка?
это к редукторам/шаговому, о потерях/весе, о птичках...
5кВт. много, для ВВ-100кг., по моей схеме.
а на счет приложения силы, при расчетах, и последующим вычислением мощности..
не влияет приложение силы(у коня/за кончик крыла), на выбор мощности движка?
это к редукторам/шаговому, о потерях/весе, о птичках...
5кВт. много, для ВВ-100кг., по моей схеме.
D
DesertEagle
Все будет плохо. Подъемная сила при равных усилиях опускания (т.е. при равной мощности) будет в 10 раз меньше, чем на скорости полета. Или при равном весе ла при таких махах потребуется в 10 раз больше мощности для полета, чем в горизонтальном полете. Уж лучше машите как голубь, взад-вперед с углом 180 град. Как вертолет, только знакопеременно на полпути. Так хотя бы затрачиваемая мощность будет всего в 3 раза больше, чем в полете. А не в 10 раз, как если махать на месте вверх-вниз, как вы предлагаете.izrail11 сказал(а):
Почему так, у меня уже нет сил объяснять. Почитайте что ли какой-нибудь учебник по аэродинамике.
D
DesertEagle
На мощность не влияет. Мощность для полета определяется аэродинамикой. А вот на выбор редуктора еще как влияет. Где-то нужна большая степень редукции, где-то меньшая.izrail11 сказал(а):
Но в такие вещи не нужно верить на слово. Надо понимать, почему именно так происходит. Учебник физики за пятый класс и первые три страницы учебника аэродинамики ответят на все ваши вопросы такого плана.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
На вертикальный взлет на самом деле не много надо, как показывают птички (те мелкие по 600 г. которые взлетают под углом 85 град имеют смешное удлинение крыла и гусиную нагрузку 12кг/м2 тем не менее взлетают почти вертикально )DesertEagle сказал(а):
Но главным образом точечный взлет интересует.
Увеличение коэффициентов не обязательно означает ухудшение характеристик скажем при динамическом срыве до начала отрыва граничного слоя и резкого роста Су Сх и Сm получаем просто халявный раст линейной зависимости Су от альфа на 3-5 грд
S
slavka33bis
Валера, увеличение коэффициента полной аэродинамической силы
(особенно, когда этот коэффициент
увеличивается в разы.
Например, в режиме вертикального взлета.)
влечёт неминуемое снижение потребной мощности.
(особенно, когда этот коэффициент
увеличивается в разы.
Например, в режиме вертикального взлета.)
влечёт неминуемое снижение потребной мощности.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
В теории ид. пропеллера главное отброшенная масса и ее скорость и вроде это все равно что там с крылом.slavka33bis сказал(а):
Но если применительно конкретно к машущему то без больших коэффициентов при взлете - никуда ... по многим причинам.
Хотя бы момент инерции крыла.
S
slavka33bis
Кстати о моменте от массы крыла.
При технике вертикального взлета, которой пользуются крупные птицы (типа орлов и орланов) при махе сверху вниз, сама масса крыла становится дополнительной опорой для тушки птички.
Когда в старых книгах авторы с восхищением сообщали об увеличении несущих способностей крыльев в 25...40 (ну или скока там они пишут?) раз, речь шла скорее всего именно о такой технике взлёта и именно о таких птичках, как орланы с орлами или крупные вОроны.
Но получается так, что при взлёте таких вот птичек
при первом махе подъёмная сила крыла
складывается из двух составляющих:-
1) инерционная, от массы крыла (требует увеличения
мощности привода);
2) собственно, сама аэродинамическая сила
(при росте коэффициента которой
и снижается потребная мощость
для отрыва тушки ("центроплана")
птички от земли).
К птичкам, машущим (при висении или при вертикальном взлёте) крыльями в горизонтальной плоскости (коллибри и прочие) это уже не отностися.
Для них инерция крыла - это вред.
При технике вертикального взлета, которой пользуются крупные птицы (типа орлов и орланов) при махе сверху вниз, сама масса крыла становится дополнительной опорой для тушки птички.
Когда в старых книгах авторы с восхищением сообщали об увеличении несущих способностей крыльев в 25...40 (ну или скока там они пишут?) раз, речь шла скорее всего именно о такой технике взлёта и именно о таких птичках, как орланы с орлами или крупные вОроны.
Но получается так, что при взлёте таких вот птичек
при первом махе подъёмная сила крыла
складывается из двух составляющих:-
1) инерционная, от массы крыла (требует увеличения
мощности привода);
2) собственно, сама аэродинамическая сила
(при росте коэффициента которой
и снижается потребная мощость
для отрыва тушки ("центроплана")
птички от земли).
К птичкам, машущим (при висении или при вертикальном взлёте) крыльями в горизонтальной плоскости (коллибри и прочие) это уже не отностися.
Для них инерция крыла - это вред.
D
DesertEagle
izrail11, простите, пожалуйста, что я снова влез с комментариями к вашим сообщениям. Я не готов объяснять вам основы кинематики и динамики. Да и судя по предыдущему опыту, у меня это плохо получается.
D
DesertEagle
Что-то после облома с нестационарностью в крейсерском машущем полете, которую тут так нахваливали, а в реальности это оказалось ложью, надеяться на точечный взлет слишком оптимистично. Я согласен, что некоторые осторожные предпосылки к этому есть, но делать ставку на это я не стал бы. Пока единственный известный самый экономичный вертикальный взлет - это вертолетный. И учитывая, что все зависающие птицы (голубь, колибри) машут крыльями по-вертолетному, то есть отмахивая в горизонтальной плоскости вперед-назад с круговой амплитудой, близкой к вертолетному кругу. То и аэродинамические характеристики таких махов при висении логичнее всего принять близкими в вертолетным. Если что-то выглядит как утка, крякает как утка, то скорее всего это утка и есть.KV1237542 сказал(а):
Все из-за недостатка информации. Если крейсерский машущий полет изучен достаточно, так как замеры сделаны на десятках разных видов птиц и сотнях отдельных особей. То по вертикальному/короткому взлету и висении работ всего несколько штук.
S
slavka33bis
KV1237542 сказал(а):
ТОЧНО!!!!!
Именно это имеется ввиду, когда говорится, что "по законам аэродинамики жук (майский или еще какой-нибудь) летать не должен!!!".
Если бы на его крылышках возникали только те коэффициенты, с которыми летают самолёты, то он и действительно летать не смог бы.
Но благодаря увеличивающимся коэффициентам жуки летают без особых проблем!!!
D
DesertEagle
Инерция может быть полностью погашена несколькими путями. И не требовать дополнительной мощности привода. Один из способов - упругий лонжерон. Затраты энергии мотора на борьбу с инерцией 0. Ну, не полный 0, конечно, некоторые потери будут на выделение тепла при упругих изгибах лонжерона. Но близкие к нулю.slavka33bis сказал(а):
Другой способ - аэродинамический, путем торможения крыла за счет воздушного сопротивления. Затраты энергии только на поворот крыла, т.е. на управление им. Как показали датчики давления ну гусином крыле, птицы активно используют аэродинамический способо. Хотя и упругость как перьев, как и костей и связок с сухожилиями наверно тоже присутствует.
Не всегда, только если этот рост коэфф. полной аэродинамической силы можно использовать на пользу. То есть возросший вектор R можно повернуть в нужную сторону, что не всегда возможно.slavka33bis сказал(а):
И учитывая, что средний коэфф. птиц равен самолетному, то значит кратковременные пиковые значения коэфф. полной аэродин. силы даются им не бесплатно. Возможно, такие пиковые значения достигаются только предварительной работой крыла на пониженных коэффициентах. Поэтому средний получается прежним.
Ведь в конечно счете, затраты энергии на полет определяются тем, какую массу воздуха захватывают крылья и с какой скоростью ее отбрасывают. Импульсный режим по идее позволяет захватить больше массы за счет эжекции, но так как средние энергозатраты птиц в полете равны самолетным, то видимо птицам не удается воспользоваться этими преимуществами.
Почему тогда они вообще так делают, а не машут плавно по-самолетному?
а) это может быть неотъемлемой частью знакопеременного движения крыльев.
б) это может быть связано с физиологией мышц, которым метаболически выгоднее работать в кратковременном силовом режиме.
в) в любом случае, даже такие пиковые значения это спекуляция. Пусть такими расчетами занимаются профессионалы. Почему ни в одной научной работе нет упоминаний о таких фантастических ростах коэфф., аж в 13 раз, как мы тут посчитали на коленке? Это не просто подозрительно. Сам факт отсутствия упоминаний о таких удивительных открытиях является ответом.
KV1237542
Я люблю строить самолеты!
Не стоит точка когда будут комплексные результаты: сравнение птицы с экв. самолетом тогда будет яснее.DesertEagle сказал(а):
Да, кому интересно обсчитываю стендик на верт. взлет не знаю когда дайдут руки надо 30-40 чел-часов на постройку у меня ситуация типа как у Lav хоть мне не 80...ну хоть конкретно обсчитаю все.
так вот при амплитуде 2,4 рад и полукрыле которое весит 233 г при удлинении 5 и размахе 1,25м я считаю - легкое
инерционная сила при разгоне крыла превышает среднюю аэродинамическую хоть я считал по своей методике и учел некоторые вещи Су заложил большой...
если ставить человеческие вертолетные Су=0,7...1,5 то это крест.
Думаю что инерция не подарок и в горизонтальном полете.