Лайфхаки по короткому взлету или взлет с неподготовленной поверхности

- номинальная мощность – 22 л.с.;
- пока статистики очень мало - было всего несколько тесто-демонстрационных полетов. Замеров дистанций не делал, да и  поле было не очень ровное и с травой. По ощущениям на плотном и ровном составит где-то 35-45м
- аэрод. к-во аппарата (наверное, 7-7,5) - думаю где-то так, данных нет, фото аппарата выкладывал, крыло Aeros Fox 16T
- При +7 мной была достигнута 2,3м/с

Надеюсь позже удастся найти видео полета  и выложить ссылочку
 
У меня кстати большие сомнения что полини 250 развивает свои 36 сил. Да конечно по соотношению веса и тяги данный мотор вне конкуренции. Но с тем же винтом 1500мм например буран развивает больше статическую тягу хотя он вроде бы 30 сил хотя понятно что он втрое тяжелее полини но мы смотрим мощность.
 
Вот первая оценка.
Для начала проверим, насколько эффктивен Ваш пропеллер. По известному соотношению, которое следует из закона сохранения энергии, имеем:

к.п.д.*N = mg(V/k + V[sup]+[/sup] )                          (1)

Здесь V[sup]+[/sup] = 2,3 м/с;
k = 7 - аэрод. к-во;
V = 10 м/с - характерная скорость в наборе высоты.

Подставляя, получим

к.п.д.*N = 8200 вт = 11 л.с.

Получили на взлёте к.п.д. винта 0,5. Это нормально.

Теперь оценим длину разбега.
Я предположу, что диаметр Вашего винта не более 1,5 м. По известной формуле с к-ентом 7 получим статтягу 70 кГ. Тяга в момент отрыва равна 0,5N/V = 80 кГ. Будем считать, что в течение всего разбега тяга равна 70 кГ. Отнимем от неё сопротивление, которое равно сумме сопротивления трения и аэродинамич. сопротивления. В своё время мы рассматривали их соотношение и убедились, что их сумма почти постоянна на разбеге и что их макс. значения почти равны. Поэтому просто посчитаем сопротивление по трению: 0,12*220 = 26 кГ. Здесь взят к-ент трения колёс о травяную взлётку 0,12 (Никитин, Клименко). Таким образом, аппарат разбегается под действием силы примерно 0-26 = 44 кГ. Ускорение на разбеге равно a = 440/220 = 2 м/с[sup]2[/sup] . Длина разбега при этом равна V[sup]2[/sup]/2a  = 25 м.

Далее нужно будет подумать, действительно ли длина разбега равна 25 м? И если она вдвое больше, то почему? И если окажется, что она действительно 25 м, то имеет ли смысл устраивать катапульту на площадке меньших размеров? Возможно, понадобится просто автомобиль, как на картинке.
 

Вложения

  • Trudjaga.jpg
    Trudjaga.jpg
    181,7 КБ · Просмотры: 121
Доброго всем здоровья! Попытаюсь развить мысль уважаемого Eagle про надежное удержание аппарата на старте , до максимальных оборотов двигателя. Но не про колодки,а про хороший,винтовой анкер и трос с расцепкой. В этом случае,как дополнение к тормозам,а вполне возможно и как основной вариант. Тросовый привод с боуденом и  велосипедной ручкой тормоза на трапеции.(Чтобы в момент старта руки были на трапеции) . Сама расцепка в любом месте на дельталете.Кстати,есть очень простая,надежная и проверенная временем расцепка.Тянущее усилие троса,на открывание минимальное. В давние времена использовали на буксирных полетах.Впрочем,расцепку можно найти любую.Если будет помошник на земле,я так понял что он будет,анкер после взлета вынимается,ну и т.д. И это можно изготовить и проверить в самые короткие сроки.
 
Вторая оценка.
Будем считать, что аппарат без посторонней помощи разгоняется 50 м. Нужно подобрать резину такую, чтобы разбег стал 25 м.
Чтобы через 50 м разбега скорость стала 10 м/с, нужно бежать с ускорением 1 м/с2. Разгоняющая сила равна 220 кг * 1 м/с[sup]2[/sup] = 220 н = 22 кГ. Эта сила равна разности тяги и силы сопротивления.
Работа этой силы равна 220*50 = 11000 дж. Если мы натянем резину до такой потенциальной энергии, то длина разбега уменьшится вдвое и станет равной 25 м.

Е = kx[sup]2[/sup]/2.

Отсюда получим к-ент жёсткости жгута:

k = 2E/x[sup]2[/sup]

В нашем случае k = 2*11000/252 = 35 н/м = 3,5 кГ/м.

Жгут придётся растянуть силой F = 3,5*25 = 90 кГ.
Модуль Юнга резины можно взять Е = 10-20 кГ/см[sup]2[/sup]. Это значит, что растягивая жгут с сечением 1 см[sup]2[/sup], мы приложим к нему силу 10-20 кГ. Для долговременного использования резины рекомендуют не превышать напряжения в ней 10 кг/см[sup]2[/sup]. Но мы растянем свою резину вдвое и даже вчетверо больше.
Пусть модуль упругости нашего жгута 20 кГ/см[sup]2[/sup]. Растянем жгут длиной l=7 м на [ch916]l=25 м. Сила натяжения будет равна

F = [ch963] S = E S [ch916]l/l;

Отсюда получим необходимое сечение жгута:

S = F/(E [ch916]l/l).

S = 90/(20*25/7) = 1,3 см[sup]2[/sup].

Диаметр такого жгута равен 13 мм.

Примем плотность резины в 1 г/см[sup]3[/sup]. Вес жгута будет равен чуть меньше 1 кг.
 
Жгут придётся растянуть силой F = 3,5*25 = 90 кГ.

Представляю как сложно будет растянуть резиновый жгут с усилием 90 килограмм даже вдвоем...  В одного человека вообще не реально. На старых фото в планерных командах на каждую сторону резинового амортизатора по 6 курсантов насчитал.
 
Вадим, честно говоря я не смог до конца понять Вашу высшую математику. По сравнению с моими предыдущими прикидками данные разошлись раза в 4.... Потом попробовал отталкиваться "от Смурфа" и получил (может я вобще принципиально неправильно считал) но цифры наши примерно сошлись.

Нынешняя тяга 85кг = и около 40м разбега. Предположительно  будет 50м в груженом варианте
Смурф тяга 115кг то же крыло и вес = примерно 25м.
Итого чтобы оторваться не хватает 30кг тяги дополнительно на разбеге 25м

Рассмотрим Жгут Liros.   12мм. при 160% растяжении дает усилие 70кг. Предельное силие 410кг и вес 0,142г/м.  Данные и график взяты отсюда http://tehnoimpex.ru/catalog/good_94.html
При удлинени 0% = 0кг при удлинении 160% = 70кг, выходит среднее усилие от 0до 160% будет = около 35кг распределенных на дистанции растяжения неравномерно см. график.
Для дистанции 25м при 160% растяжении необходимо 16м жгута, но если растягивать сильнее, то и потребная длина будет уменьшаться (при 250% = 10м) при этом еще и усилие
будет очень значительно возрастать, значит длина может быть еще немного меньше.
Выходит что совершенно разными методиками  мы с mdp-shnik получили более менее сопоставимые цифры ( у него 7м и 13мм)
Выходит надо использовать около 10м 12мм жгута что составит около 1,42 кг веса, а стоимость 4130р  (Россия и Китай еще дешевле). Далее постепенно увеличивая усилие опытным путем установить на каком расстоянии от дельтика надо располагать якорь жгута для получения желаемого результата, который будет ограничен силой, с которой сможем при помощи блока натягивать жгут (150-200кг).

Основной опасностью в этом варианте по созданию дополнительной тяги при помощи резинового жгута видится надежность якорение телеги и жгута. И если в первом случае дельт может уехать самостоятельно (а то и взлететь, т.к. взлетный вес меньше), то во втором случае якорь может прилететь в лобешник  😱
И вот тут становится крайне важным
хороший,винтовой анкер.
Что касается ручки велотормоза на трапеции, это конечно создаст удобство на старте, но думаю это излишне, т.к. катапульта  это не для постоянного использования, а для исключительных случаев. Расчековать выдернув гвоздь на шнурке может и помощник по команде пилота, раз он в использовании катапульты все равно задействован.

Для облегчения "зарядки" на жгуте перед кольцом зацепа  (в полуметре-метре) должна быть петля, за которую жгут будет натягиваться шнуром через блок. Жгут за нее натягивается между 2-мя якорями и фиксируется крепким шнуром, например за тот же задний якорь. Кольцо зацепа свободно. После этого подкатывается дельт, якорится сзади и на узел зацепа с небольшим усилием  (чтобы кольцо с узла не слетело само) накидывается кольцо зацепа, после того как пилот уже в кресле, тем же шнуром натяжения отпускается  жгут.
 

Вложения

  • Liros_12mm.jpg
    Liros_12mm.jpg
    28,9 КБ · Просмотры: 117
Мне видеться ещё одна проблема с резиновым шнуром. Кабы он не попал в винт во время отцепки
 
Мне видеться ещё одна проблема с резиновым шнуром. Кабы он не попал в винт во время отцепки
А мне видится ещё одна: куда  цеплять будете и как управлять будете с "двумя силами", в разных точках их приложения?
Расклад сил прикиньте, может сразу поймёте неразумность этого способа для аппарата с балансирным управлением.
Если сравнивать для дельталёта ракетный ускоритель и резиновый шнур, то ускоритель при всёй опасности его применения безопаснее, т. к. его силу можно приложить ближе к силе действия тяги ВВ. А если так опасны оба способа, то зачем они нужны?
Видео будет, интересно?  :STUPID
Безумству храбрых споём мы песню!
 
И если в первом случае дельт может уехать самостоятельно (а то и взлететь, т.к. взлетный вес меньше)
Если освобождать жгут после размещения пилота в кресле, то дельт сам не улетит, да и если "уедет" не особо страшно, но опять же якорь может прилететь в шлем, и т.п. и в винт, что особо чревато при уже запущенном двигателе.  В общем техническая проблема №1 при таком ускорителе видится именно крепление якорей.  На очень плотном и каменистом не факт что вкрутишь, на очень мягком придется делать джиперский якорь - закапывая что-то большое.
Мне видеться ещё одна проблема с резиновым шнуром. Кабы он не попал в винт во время отцепки
такая проблема в принципе есть и ее решение я изобразил в 97 сообщении.  Если в озвученных там вариантах что-то смущает - сообщите  - будем искать решеие и подкорректируем.
 
кудацеплять будете и как управлять будете с "двумя силами", в разных точках их приложения?
Куда цеплять уже писал. А вот как управлять... Если отцеп ДО взлета, то задача жгута лишь быстрее разогнать аппарат для уменьшения дистанции пробега ДО отрыва. И если обе силы на земле направлены в одну сторону Вы видите другие варианты движения дельтика кроме вперед?  ;D

Расклад сил прикиньте, может сразу поймёте неразумность этого способа для аппарата с балансирным управление
вот тут согласен, но лишь отчасти.  При длине жгута 10+метров (еще растянутый), а высоте отрыва скажем 20см какой будет угол? Т.е.вектор силы направленный вниз  и стремящийся прижать дельтик к земле будет крайне мал еще и потому, что в конце сжатия жгута усилие на нем крайне мало см. график.    Основная часть силы жгута как ни крути все равно будет направлена вперед. Я не ставлю перед жгутом задачу ускорить набор высоты - цель уменьшить разбег и отцеп рассматриваю либо ДО отрыва, либо на минимальной высоте при тяге жгута уже почти равной нулю.
И еще … дельтапланы затягивают лебедкой при том, что у них тоже балансирное управление и  оно таким взлетам не мешает, при этом угол таких затяжек измеряется далеко не 1-2 градусами, а уже десятками 🙂

Безумству храбрых споём мы песню!
- за язык никто не тянул, так что после моего видео со взлетом со жгутом с  Вас песня в собственном исполнении 🙂
Стальные яйца пару лет назад тут уже собирались отлить, и где они?  ;D

Видео будет, интересно?
Поскольку для подавляющего большинства тема "попкорновая" то видео, фото и результаты замеров в разных вариантах разумеется будут, если конечно до этого момента не найдутся весомые аргументы почему так делать нельзя или более интересный вариант 🙂
 
Нынешняя тяга 85кг = и около 40м разбега.
Оцените оптимальную статтягу по формуле

F = k (ND)[sup]2/3[/sup]

N - мощность в л.с. (22 л.с.);
D - диаметр винта в метрах;
k - к-ент.

Если окажется, что k > 6,5-7, то Ваш винт слишком лёгкий. Он даёт избыточную тягу на месте и быстро её теряет на разбеге. Отсюда и большая длина разбега.
 
Есть ещё бредовая идея. Если на старте за дельталётом установить типа щит или плакат, что бы поток от винта тормозился. Может ускорится старт с места.
 
если окажется, что k > 6,5-7, то Ваш винт слишком лёгкий.
в подобной высшей математике увы я все же не силен... Можно будет конечно попробовать с другими углами винта добавляя угол по полградуса-градусу..., но насколько я знаю винт специально затяжелен с таким расчетом, чтобы в полете добрать недостающие до максимума 200-300 оборотов в мин.   Но... неужели на скоростях взлета 35-40км/ч вырождение винта может быль столь существенным?
Кстати на балансировочной скорости (около 55км/ч)  и налегке обороты порядка 4300-4500об/мин, что на мой взгляд не говорит в пользу сильно облегченного винта.

  Винт 150см, редукция 1:3,
 
Есть ещё бредовая идея. Если на старте за дельталётом установить типа щит или плакат, что бы поток от винта тормозился. Может ускорится старт с места. 
Идея думаю не столько бредовая, сколько труднопримненимая (из чего такую стенку собирать в полевых условиях и без специнструмента - если только установить поперек потока крыло друга 🙂 ) и малоэффективная, т.к. при отдалении от нее эффект будет сильно падать (эффект даже на старте наверняка будет, но скорее всего небольшой,  но на сколько я затрудняюсь прикинуть даже приблизительно...)
 
Рассмотрим Жгут Liros.   12мм. при 160% растяжении дает усилие 70кг. Предельное силие 410кг и вес 0,142г/м.  Данные и график взяты отсюда http://tehnoimpex.ru/catalog/good_94.html
Это ценный график. Из него следует, что растягивать жгут более, чем до 150% от исходной длины нет смысла. Далее график идёт круто вверх, и прибавка потенциальной энергии жгута мала. По графику можно оценить соотношение энергий натяжки в первой части, которая пропорциональна 150*30/2 и второй части, пропорциональной (70+30)*10/2. разница в 5 раз. Поэтому рассчитывать на сильную растяжку жгута нельзя.

Чтобы получить натяжение в 90 кГ при нормальной растяжке в 1,5 раза, придётся взять не один жгут, а три. Это позволит сократить длину разбега вдвое.

Вот подсчёт.
Исходная длина толстого жгута 16 м. Растянуть его нужно на 24 м. Потребуется место длиной 16 + 24 = 40 м.
Сила натяжения:
F = kx.
F = 90 кГ, х = 24 м. Отсюда k = 3,75 кГ/м = 37,5 н/м.

Пот. энергия натяжения

E = kx[sup]2[/sup]/2 = 11800 дж.

Именно столько нужно для укорочения разбега вдвое. Это у меня посчитано ранее.
 
Если окажется, что k > 6,5-7, то Ваш винт слишком лёгкий. Он даёт избыточную тягу на месте и быстро её теряет на разбеге. Отсюда и большая длина разбега.
А сколько должен быть этот k чтобы наступило полное счастье?
 
Из максимально эффективных способов действительно пока побеждает резиновый жгут 
Вариант с капроновым тросом, двумя роликовыми блоками  и телегой едущей навстречу - тоже хороший.

вес оборудования небольшой, а длительность помогающего импульса равна длине разбега

Кстати, этот вариант ещё и гарантирует не попадание троса в винт т.к. после отцепа, разгоняющая телега (без крыла) начнёт ускоряться быстрее разгоняемого аппарата с крылом и она утащит трос вперёд от взлетающего аппарата.
 
Можно будет конечно попробовать с другими углами винта
Конечно, попробуйте. Важно понять, почему такая большая длина разбега.

В наборе высоты Ваш винт даёт к.п.д.=0,5. Это нормально. Поэтому аппарат должен взлетать быстро. С асфальта через 20-25 м разбега. Может трава для его колёс была слишком высокая. Однако в стрессовой ситуации может случиться то же - трава будет сильно тормозить. Возможно, нужно продумать, как ту траву подрезать.
 
Назад
Вверх