Дископлан

[Anatoliy.]

Для примера: ЭКИП — советский и российский проект многофункционального безаэродромного летательного аппарата, построенного по схеме «летающее крыло», с дисковидным фюзеляжем. Не чистый диск, но тем не менее:

Пример выбран не корректно.
Экип не был даже достроен и соответственно никогда не летал.
А та малоразмерная отвратительно летавшая моделька Экипа больше соответствовала летающему забору с мощным двигателем.

 

[Anatoliy.]

Упомянутый "Шахед" летает при малом Су.

Это всё понятно.
Теперь и я Вам открою секрет.
Больше всего полету мешает неразумно большое крыло.
Для самого экономичного крейсерского полета величина Су должна соответствовать наивысшему аэродинамическому качеству при котором площадь крыла будет недостаточна для взлета.
Но все самолеты должны взлетать не на крейсерской скорости.
Поэтому приходится находить компромисс увеличивая Су механизированного крыла на взлете и снижением аэродинамического качества на крейсерском полете до каких то приемлемых величин.

 

[Anatoliy.]

Немет Парасоль был 2-х местным самолётом, и его ЛТХ в общем соответствовали бипланам того времени, за исключением ВПХ. 2-х местный вертолёт с мотором 120 л.с., будет иметь крейсерскую скорость 164 км/ч?

Легко.
Если отнять от 120 л.с. того "Зонтика" 80 л.с. вертолета, то можно получить дополнительные 40 л.с. для вращения тянущего или толкающего винта, который обеспечит скорость полета заметно превышающие скорости полета вертолетов классических схем и тем более этого "Зонтика".
Прогресс давно ушел от этих неудачных конструкций бдюдцелетов и предоставил много разумных решений для дальнейшего развития.

 

[daredevil]

Про вертолёт пустой спор. В опытах Циммермана качество при Cy=0,3 составляло около 10. Мои расчёты, исходящие из довольно пессимистичного Cx 0,1 (для аппарата в целом, его поперечной проекции, а не для крыла), показывают, что с КМУ достижимо качество >8. Какой вертолёт или автожир может похвастать таким качеством?

Плюс реальные данные Эрупов примерно на уровне пайперов, а не автожиров. Качество 3, как у вертолёта и автожира, с зонтиком можно получить легко и непринуждённо.

 

[Spectrum]

Легко.
Если отнять от 120 л.с. того "Зонтика" 80 л.с. вертолета, то можно получить дополнительные 40 л.с. для вращения тянущего или толкающего винта, который обеспечит скорость полета заметно превышающие скорости полета вертолетов классических схем и тем более этого "Зонтика".
Прогресс давно ушел от этих неудачных конструкций бдюдцелетов и предоставил много разумных решений для дальнейшего развития.

Вы сравниваете самолет, что был построен в 1936 году и вертолет что был построен в 1996 году. В 1996 году 2 местный самолет получился бы в 1.5 раза короче и в 2 раза легче, поэтому с мотором в 80 л.с летал быстрее и дальше чем Москито.

 

[Anatoliy.]

В 1996 году 2 местный самолет получился бы в 1.5 раза короче и в 2 раза легче, поэтому с мотором в 80 л.с летал быстрее и дальше чем Москито.

Давайте прикинем на пальцах получился бы блюдцелет с 80 л.с. и как он бы полетел.

Для этого надо отталкиваться от конкретных цифр.
Вот я возьму с потолка для прикидочного расчета такие данные.
Пусть новый двухместный блюдцелет будет иметь взлетный вес как и его предшественник равный 500 кг.
Пусть и диаметр круглого крыла останется таким же 4,6 метра. Но уже Оно не влезет в гараж без разборки.
Пусть его взлетная скорость будет примерно чуток больше той скорости сваливания (40 км/час), а именно 54 км/час (15 м/с).

Считаем.
Чтобы просто лететь горизонтально со скоростью 15 м/с надо как то посчитать с какой скоростью следует отбрасывать воздух вниз.
Значит эквивалентный диаметр отбрасываемой в каждую секунду воздушной колбасы равен 4,6 м, а длина составит 15 метров.
Объем секундно-отбрасываемого воздуха равен 249,3 кубометра и весить всё это будет примерно 310 кг.
Для создания вертикальной подъемной силы равной 500 * 9,8 = 4900 Ньютон надо те 310 килограмм направить к земле со скоростью
4900 / 310 = 15,8 м/с.
А что это означает?
Это означает, что дисковое крыло будет лететь в скошенном потоке который наклонен чуть больше 45 градусов к горизонту.
Отсюда сама подъемная сила по известной формуле будет так же наклонена под углом 45 градусов от вертикали и должна подрасти на 40 % до 700 килограмм.
А каково будет то вреднючее индуктивное сопротивление, которое является проекцией 700 кг наклоненных на 45 градусов?
Правильно, индуктивное сопротивление будет равно 500 килограмм.
Пусть на тот блюдцелет установим воздушный винт диаметром 2,4 метра, и он будет такой хороший-прихороший и на каждую лошадь будет дарить аж 4 килограмма тяги.
Тогда только для горизонтального полета ка скорости 54 км/час блюдцелету потребуется всего навсего каких то 125 лошадей.
Не устраивает такой расклад?
Значит надо увеличить взлетную скорость.
Ну и про профильное сопротивление не стоит забывать.
Хотя самый лучший супер-пупер профиль мало что спасет.
Но любой летательный аппарат должен после взлета набирать высоту с какой то скоростью.
Значит если эти 4900 Ньютон взлетного веса устремить вверх со скоростью 2 м/с то на это потребуется вчистую потратить
4900 * 2 / 735 = 13,33 кобылы добавочно.
Но воздушный винт не со 100 % отработает.
Так что только на вертикальный подъем потребуется еще этак 20 - 25 л.с.

Не нравится такой расклад?
Но Вы же любите блюдцелеты.
Смиритесь с таким положением дел.
Любовь требует жертв.
И заметьте, этот расклад ни коим образом не касается каким то прибамбасам, которые можно употребить в блюдцелетах.

 

[daredevil]

С диаметром 4,6 у блюдцелёта никак не будет взлётная скорость 15 м/c. Угол атаки возьмём 25 (20 тангаж + 5 угол заклинения), запас до критического 11 градусов (критический будем на всякий случай считать как у плоского диска, у профильного диска без поперечного U он почти такой же). Сy в таком случае будет всего 1,1. Скорость горизонтального полёта с таким Cy и диаметром 4,6 (площадью 16,6) около 65 км/ч.

Скорость отрыва 54 км/ч достижима с диском 5,5 м. Индуктивное сопротивление у парасоля массой 400 кг с таким диском будет около 120 кгс.

Если же из соображений транспортировки и хранения взять диаметр 4 м - то у него скорость отрыва будет примерно 75. Взяв U-образный диск и увеличив альфа до 35 (запас 10), будем иметь Су 1,6 и скорость отрыва 65 с тем же диском 4 м. Индуктивное сопротивление 400-кг аппарата составит 155 кг. Впрочем, с двухместным самолётом я бы на транспортабельность не замахивался и взял диаметр побольше.

________
Что касается скорости сваливания 40 у парасоля Нимита - даже если предположить, что это с одним пилотом, минимальным запасом топлива и весом 400 кг - то она соответствует фантастическому Сymax 3,1. При этом крыло вне обдува. Что-то даёт вертикальная составляющая тяги винта при большом угле тангажа - но даже если взять её 100 кгс, получается Сymax 2,3. Неплохо бы копнуть, как скорость сваливания замерялась и с какой конфигуращией крыла получена (Нимит потом переделал закрылок и элероны на подвесные).

 

[daredevil]

Пересчитал скорость отрыва блюдца 400 кг диаметром 4,6 (Су 1,1, альфа 25) с учётом вертикальной составляющей тяги: при тяге 200 кг и тангаже 20 аппарат "облегчается" на 68 кг и скорость горизонтального полёта получается 61.

 

[Anatoliy.]

С диаметром 4,6 у блюдцелёта никак не будет взлётная скорость 15 м/c.

Не было у меня задачи строить дисколет именно с такими параметрами.
Просто я дал порядок предварительного расчета.
А далее каждый сможет прикинуть какими должны быть параметры дисколета если уж совсем хочется.
Как говорят?
"Если нельзя, но очень хочется, то можно".

Но Вы не поняли самой сути того хода прикидочного расчета.
Начинать надо с индуктивного сопротивления, а не с углов атаки и углов заклинения.
Вот что надо было Вам сделать.
1. Скорость горизонтального полета 65 км/час или18,06 м/с.
2. Секундно-отбрасываемая масса воздуха равна (2,3^2)*ПИ*18,06*1,25=375,01 кг
3. Скорость отбрасывания воздуха равна 500*9,8 / 375,01 = 13,06 м/с
4. Угол скоса обтекающего воздуха равен 35,87 градуса.
5. Подъемная сила относительно скошенного потока должна быть равна 617 кг.
6, Индуктивное сопротивление равно 361,5 кг.
7. Если принять аэродинамическое качество дискового крыла равное 10, то следует прибавить еще 61,7 кг профильного сопротивления. Тогда эти два сопротивления дадут в сумме 423 кг.
8. При удельной тяге воздушного винта равной 4 кг/л.с. потребуется мощность только для горизонтального полета со скоростью 65 км/час всего навсего 423 /4 = 106л.с.
9. Добавим еще на набор высоты со скоростью 2 м/с еще 24 л.с. и получим взлетную мощность равную 130 л.с.

Так что не взлетать тому дисколету с двигателем 80 л.с.

 

[Anatoliy.]

Пересчитал скорость отрыва блюдца 400 кг диаметром 4,6 (Су 1,1, альфа 25) с учётом вертикальной составляющей тяги: при тяге 200 кг и тангаже 20 аппарат "облегчается" на 68 кг и скорость горизонтального полёта получается 61.

Да не важно 65 или 61 км/час.
Речь шла о мифическом полете дископлана на 80 кобылах.

И еще замечание.
Вы так и не поняли откуда берется и что такое индуктивное сопротивление.
Повторюсь, индуктивное сопротивление есть проекция подъемной силы, (которая вычисляется как перпендикуляр к вектору скорости скошенного воздуха) на направление полета.

 

[daredevil]

5. Подъемная сила относительно скошенного потока должна быть равна 617 кг.
6, Индуктивное сопротивление равно 361,5 кг.

Теперь я понял, где Ваша ошибка и почему Ваше альтернативно-индуктивное)) сопротивление ровно в 2 раза больше подсчитанного по традиционной формуле. Считая подъёмную силу "относительно скошенного потока", Вы дважды учитываете скос в формуле ИС.

Полетит на 80 кобылах запросто. Индуктивное будет 180, а не 360 при массе 500. А масса всё-таки будет ближе к 400, чем к 500. Весовая отдача порядка 50% при сегодняшних технологиях норма даже для традиционного удлинения. А у "блинов" получается ещё лучше: Verhees Delta D-2 берёт груза и топлива 325 кг при массе пустого 275.

 

[Anatoliy.]

сопротивление ровно в 2 раза больше подсчитанного по традиционной формуле.

Вы правы, по традиционной формуле не получится такое индуктивное сопротивление как я считаю.
Но на то она и традиционная, что кое как плюс минус вписывается в крылья с удлинением порядка 10.
И как тут многие заметили, дискообразное крыло никак не подчиняется традициям, следовательно и традиционным формам.
Вот когда вы сможете объяснить с математической точностью почему у крыла с удлинением 1,27 критический угол находится примерно на 45 градусах, хотя там вполне вменяемый профиль с 15 - 20 градусным срывом,, тогда и начнете задумываться о принятых традициях в теоретической аэродинамике.
А для этого надо понять почему эту составляющую сопротивления назвали индуктивной, и не пользоваться прикидочной формулой для крыльев с совершенно другим удлинением.
Понимаете, если формула с точки зрения физики правильно выведена, то она будет равно подходить для любых размерностей крыла.
А на практике получается, что все эти теоретические изыски от теоретической аэродинамики обрастают всевозможными поправочными коэффициентами появляющимися из продувок и натурных экспериментов.

Это отдаленно напоминает если бы ученные мужи для определения ускорения свободного падения в гравитационную формулу вставляли поправочные коэффициенты учитывающие плотность тела, скорость падения, число Re и шероховатость поверхности.
Но для теоретической аэродинамики это норма.

 

[KAA]

Как ваше понимание индуктивного сопротивление объясняет факт, что у Циммермана, крылья одинакового размера и удлинения, но разные в поперечном сечении, при равном Су имели существенно разное сопротивление именно при больших величинах Су?

 

[daredevil]

у Циммермана, крылья одинакового размера и удлинения, но разные в поперечном сечении, при равном Су имели существенно разное сопротивление именно при больших величинах Су

- Проиллюстрирую графиком из Циммермана:

Там, между прочим, для сравнения приведена проходящая через (0, 0) поляра идеального крыла, обладающего ТОЛЬКО индуктивным сопротивлением. Рассчитанным по традиционной формуле. Двукратной разницы традиционной теории с опытом не наблюдается. Более того, U-образное крыло обладает меньшим ИС, чем идеальное! На самом деле оно обладает бОльшим эквивалентным размахом.

 

[SergeS]

Приветствую.
Больше года прошло.
Как продвигается дело по дисковому крылу, есть что-либо вещественное, или обсуждение сотворения мира и теоремы пифагора в одном флаконе? Не смог осилить 20 страниц с мало картинок, извиняюсь.

Как и планировал я собрал столярную мастерскую. Используется пока для искусства. Не способна принять на обработку такие вещи как крыло, тем более круглое крыло, вполне способна к постройке моделей. Прибыли пока не приносит, это все еще в перспективе. Ухудшает положение резко упавший уровень жизни, в особенности после гигантских оптовых закупок жижи проив вирусов На протяжение многих дней иногда нет денег на хлеб, в той дыре где я нахожусь, но выручаемся так или иначе. От оговоренных публично планов отказываться не собираюсь, тем более ввиду таких несущественных причин.

Вернусь осторожно к критике советской периодики, с разрешения законодательства...
Прочел еще раз статьи про дископланы изданные еще при ссср и которые копируются снова и снова. Уж не знаю, почему не разместить их в разделе юмор, куда попал мой тред, прямо рядом с ним?
Описание конструкции с рояльными струнами:
Во первых какие такие рояльные струны толщиной 0,0х? - самая тонкая струна на скрипке толше 0,2
И где авторы этих публикаций нашли тонкие рояльные струны длиннее метра, что это был за рояль, рояль типа трактор?
Описание конструкции из фанеры:
Посредством чего была обеспечена прочность узла, где сходятся вместе все нервюры крыла? Если повторить по тому рисунку, из статьи, то получится самосворачивающийся зонтик, сворачивающийся в самый ненужный момент, например при переходе к парашютированию.

По мере дальнейшего продвижения идеи буду давать знать.

 

[Spectrum]

Как продвигается дело по дисковому крылу, есть что-либо вещественное, или обсуждение сотворения мира и теоремы пифагора в одном флаконе? Не смог осилить 20 страниц с мало картинок, извиняюсь.

Приветствую. Отлично продвигается. Разливаю смолу ЭД-16 по банкам. Муторное это дело однако ). 2 часа пушкой грею смолу и потом успею налить в одно 5кг ведерко. Но это нормально для нее. Очень густая. Сейчас в процессе 2 крыла - 1 плоское и 1 конусное. Конусное наверно быстрее сделается, так как для плоского очень долго вымучивать матрицы, а я сейчас тружусь один и по вечерам после работы.
Материалы все вроде есть, оснастку еще готовлю. В целом планирую за август закончить одно крыло. А осенью вроде как помощник намечается ).

 

[planetaSchelezjaka]

Не нравится такой расклад?
Но Вы же любите блюдцелеты.
Смиритесь с таким положением дел.

Хотел у вас узнать, когда вы смеритесь и перестанете "кошмарить" ненавистные вам темы?

 

[KV1237542]

Посмотрите на Эрап размах 5м удлинение не более 1,27 вес пустого 220 двигатель 27КВт взлетная 35км/ч! максималка 156!
И взлет весьма бодрый на видео.

 

[Anatoliy.]

Посмотрите на Эрап размах 5м удлинение не более 1,27

У Вас что то не в порядке с арифметикой по поводу значения удлинения.
У крыла строго дисковой формы удлинение равно 1,27.
Если от ровного круга отнять сегмент, то площадь его станет меньше площади круга.
Тогда у такого обрезанного спереди крыла удлинение станет больше чем удлинение классического круглого крыла.
Теперь смотрим на крыло Эрапа.
К крылу Эрапа приделаны "ушки", следовательно размах обгрызанного круга с ушками больше диаметра круга.
"Отгрызенная" часть крыла явно меньше площади пришпандоленных "ушек".
Таким образом при увеличении размаха крыла и при уменьшении площади растет значение удлинения.
Так что Вы поторопились с выводами о чудо-качествах этого летательного аппарата при удлинении 1,27.
Нет там такого удлинения.

Я вовсе не против дисковых крыльев и даже не собираюсь убирать его из проекта своего конвертоплана.
Просто надо знать где и при каких обстоятельствах применимо дисковое крыло.
В моем проекте хоть какая то польза от дискового крыла начинает проявляться со скорости 160 км/час, частично разгружая несущий винт.
Но если уповать на снижение удельной нагрузки на площадь крыла, то значительно больше пользы получается когда удлинение крыла растет скажем от 10 в сторону 50, а не когда это удлинение скукуживается до 1,27.

 

[KV1237542]

У Вас что то не в порядке с арифметикой по поводу значения удлинения.
У крыла строго дисковой формы удлинение равно 1,27.
Если от ровного круга отнять сегмент, то площадь его станет меньше площади круга.
Тогда у такого обрезанного спереди крыла удлинение станет больше чем удлинение классического круглого крыла.
Теперь смотрим на крыло Эрапа.
К крылу Эрапа приделаны "ушки", следовательно размах обгрызанного круга с ушками больше диаметра круга.
"Отгрызенная" часть крыла явно меньше площади пришпандоленных "ушек".
Таким образом при увеличении размаха крыла и при уменьшении площади растет значение удлинения.
Так что Вы поторопились с выводами о чудо-качествах этого летательного аппарата при удлинении 1,27.
Нет там такого удлинения.

Я вовсе не против дисковых крыльев и даже не собираюсь убирать его из проекта своего конвертоплана.
Просто надо знать где и при каких обстоятельствах применимо дисковое крыло.
В моем проекте хоть какая то польза от дискового крыла начинает проявляться со скорости 160 км/час, частично разгружая несущий винт.
Но если уповать на снижение удельной нагрузки на площадь крыла, то значительно больше пользы получается когда удлинение крыла растет скажем от 10 в сторону 50, а не когда это удлинение скукуживается до 1,27.

Эрап это не обрезанный круг он скорее напоминает каблук удлинение близко к круго навряд ли больше смотрите внимательно видео в тч на ветке концевые плавающие элероны. По поводу мощности и ВПХ ест что сказать?