Летательный аппарат со стреловидным замкнутым крылом

Откуда
С-Пб
Здравствуйте.

Некоторое время назад, я начал думать о создании ЛА с минимальными габаритами (особенно шириной), и при этом - с относительно высокой площадью крыла, а также - пригодного для запуска с катапульты с высокой перегрузкой.
Дополнительным плюсом, была бы возможность реализации VTOL-аппарата на том же планере, с не выступающими за габариты контура аппарата движителями.

Очевидно, что для того что бы получить приемлемое качество при малом удлинении крыла, нужно применить концевые шайбы, винглеты или реализовать замкнутое крыло. Последнее также способствует и жесткости конструкции, что немаловажно для катапультного пуска.

Первые мысли кристаллизовались в ряд конструкций, которые в принципе может быть и могут летать (со стабилизацией контроллером), но не просчитываемые имеющимися в наличии средствами в виде XFLR5 🙂

1717183108016.png


Несмотря на то, что на эти конструкции был получен патент RU 222 216, ни одна из них так и не дошла до практической реализации по различным причинам.

Однако, хотелось всё же получить устойчивый в полете планер, пригодный для полёта без стабилизации контроллером, и такая идея была реализована.

При габаритах чуть менее метра (причем длина больше ширины) расчетное качество планера 15.3, и обеспечена по крайней мере статическая устойчивость.
Для сравнения, был проанализирован биплан в аналогичных габаритах с таким же фюзеляжем, показавший качество 12.8.

1717181771357.png
1717182059864.png
1717182184176.png


На эту аэродинамическую схему был также получен патент RU 225 655 , и сейчас я, совместно с единомышленниками, пытаемся реализовать на практике летающий макетный образец.
К сожалению, первый образец угробили при неудачной попытке запуска с катапульты, но в работе ещё парочка.
Так что, надеюсь, мы скоро сможем продемонстрировать этот аппарат в полёте.

1717183171855.png
1717183278384.png


На мой взгляд, данная конструкция имеет перспективы как для различных БЛА, в т.ч. и VTOL, так и для более крупных, а может быть - и пилотируемых образцов.

Например, на базе такого же планера, возможна реализация eVTOL с распределенным движительным комплексом из импеллеров, или более классического варианта с поворотными соосными винтами.

1717183637363.png
1717183721643.png


Всех заинтересованных в любой помощи данному проекту, или участии в зарубежном патентовании (подача заявки по системе РСТ возможна в течении года от национальной, но удовольствие довольно дорогое) - прошу писать в ЛС.

Коментарии по существу - также приветствуются.
 
Такое АК для по сути тандемной схемы, да ещё с защитой от концевого перетекания, выглядит скудно.
Я бы увеличил удлинение. Тем более что тут налицо грузоподъёмность в качестве ключевого фактора проявляется.
 
Такое АК для по сути тандемной схемы, да ещё с защитой от концевого перетекания, выглядит скудно.
Я бы увеличил удлинение. Тем более что тут налицо грузоподъёмность в качестве ключевого фактора проявляется.
Ключевой фактор там именно габариты, исходная моделька под полезную нагрузку заранее определенного диаметра - должна влезать в багажник легкового автомобиля. Но в принципе, ничего не мешает посчитать модель и с большим удлинением, если надо, кроме геморроя по подбору параметров, при которых она устойчива.
 
Ключевой фактор там именно габариты
Если хотите именно тандем, то ни чего не мешает сложить консоли вдоль фюзеляжа, как сделали американцы. Умещается в контейнер. Наши тоже несколько вариантов сделали. Замкнутое крыло или частично замкнутое тоже возможно и применяется.
coyote-hero_lg.jpg


Так-же Вы не указали точно какой вес, габариты нагрузки.

геморроя по подбору параметров, при которых она устойчива.
Центровку посчитать тот-ещё гемор? Сделайте бумажную модель, на ней найдите центровку и подберите продольное V или положение рулей.
 
Если хотите именно тандем, то ни чего не мешает сложить консоли вдоль фюзеляжа, как сделали американцы. Умещается в контейнер. Наши тоже несколько вариантов сделали. Замкнутое крыло или частично замкнутое тоже возможно и применяется.


Так-же Вы не указали точно какой вес, габариты нагрузки.


Центровку посчитать тот-ещё гемор? Сделайте бумажную модель, на ней найдите центровку и подберите продольное V или положение рулей.
Давайте все же оставаться в рамках предложенной компоновки. Поворотные узлы крыльев и запуск из контейнера - это прекрасно, но это другой аппарат.

Нагрузка, для первых образцов, предполагась массой около 3-х кг, диаметром 105мм. Взлетная масса 7.5кг, катапультый старт на 25м/с.

Первые полёты будем пробовать без ПН, потом догрузим до расчетной массы.
 
Ключевой фактор там именно габариты, исходная моделька под полезную нагрузку заранее определенного диаметра - должна влезать в багажник легкового автомобиля. Но в принципе, ничего не мешает посчитать модель и с большим удлинением, если надо, кроме геморроя по подбору параметров, при которых она устойчива.

а планер с двумя крыльями можно посчитать?
я тут как-то спросил у знатоков местных. какое будет качество подобной конструкции.
а в ответ тишина. никто не знает.
 
Однако, хотелось всё же получить устойчивый в полете планер, пригодный для полёта без стабилизации контроллером, и такая идея была реализована.
Устойчивость по всем осям у Вашего концепта противоречит этому.
 
а планер с двумя крыльями можно посчитать?
я тут как-то спросил у знатоков местных. какое будет качество подобной конструкции.
а в ответ тишина. никто не знает.
По Xflr есть неплохая инструкция в интернете, на русском даже. Само ПО - тоже бесплатное. Скачайте да попробуйте)
Делайте по типу шахеда, бесхвостку.
Шахед уже есть, и неплохо летает, зачем ещё один?
У этого же аппарата есть перспективы превращения в довольно интересный конвертоплан (см. картинки), именно благодаря тандемной компоновке.
Да и стреловидность лишней для скоростного аппарата также не будет.
Устойчивость по всем осям у Вашего концепта противоречит этому.
Почему? Устойчивость означает, что при отпущенной ручке - аппарат возвращается в горизонтальный полет, и это обеспечено.
 
Последнее редактирование:

вот интересная леталка. почему-то говорят что заднее крыло больше декоративное и
создает не более 30 процентов подъемной силы
 
вот интересная леталка. почему-то говорят что заднее крыло больше декоративное и
создает не более 30 процентов подъемной силы
Очень может быть. У меня получается, что переднее крыло создаёт примерно столько же ПС, сколько оба задних вместе, значительно большей суммарной площади.
Т.к. ЦТ и ЦД - примерно посередине.
1717401703745.png
 
Очень может быть. У меня получается, что переднее крыло создаёт примерно столько же ПС, сколько оба задних вместе, значительно большей суммарной площади.
Т.к. ЦТ и ЦД - примерно посередине.

возможно воздух разогнанный вдоль верхней части переднего крыла создает
поток двигающийся вниз и получается что вымпельный угол атаки заднего нижнего крыла
получается меньше. может быть его нужно добавить градуса на 4-5?
увеличить угол установки и будет нормально?
ну как при слегка выпущенной механизации крыла...

интересно, если вашу модель увеличить в 4 раза. размах крыльев сделать 2 метра.
она сможет поднимать 50кг топлива? как полезную нагрузку
 
возможно воздух разогнанный вдоль верхней части переднего крыла создает
поток двигающийся вниз и получается что вымпельный угол атаки заднего нижнего крыла
получается меньше. может быть его нужно добавить градуса на 4-5?
увеличить угол установки и будет нормально?
ну как при слегка выпущенной механизации крыла...

интересно, если вашу модель увеличить в 4 раза. размах крыльев сделать 2 метра.
она сможет поднимать 50кг топлива? как полезную нагрузку
Думаю причина более прозаическая - по соображением устойчивости - срыв при выходе на высокие УА должен начинаться сначала на переднем крыле. Как у "утки".
Т.е. его установочный уголь больше, а значит - и больше подъёмная сила. Скос потока передним крылом, при таком расположении заднего крыла (как у Рутана), по идее, на него особо влиять не должен. В моём случае - скос может влиять на нижнее заднее крыло, но оно имеет относительно малую площадь.

Что касается увеличения - не вижу принципиальных препятствий. Разве что в немного иной диапазон чисел рейнольдса переедем. Собственно, это в планах, просто для начала посмотрим, как будет летать маленькая моделька, в плане устойчивости и управляемости.
 
Думаю причина более прозаическая - по соображением устойчивости - срыв при выходе на высокие УА должен начинаться сначала на переднем крыле. Как у "утки".
Т.е. его установочный уголь больше, а значит - и больше подъёмная сила. Скос потока передним крылом, при таком расположении заднего крыла (как у Рутана), по идее, на него особо влиять не должен. В моём случае - скос может влиять на нижнее заднее крыло, но оно имеет относительно малую площадь.

да, я про ваше именно нижнее крыло.
если установить на больший угол. пусть его срывает вместе с передним.
а заднее верхнее на меньшем остается.
возможно и подъемная сила увеличиться без заметного увеличения сопротивления.
 
да, я про ваше именно нижнее крыло.
если установить на больший угол. пусть его срывает вместе с передним.
а заднее верхнее на меньшем остается.
возможно и подъемная сила увеличиться без заметного увеличения сопротивления.
Углы установки - подбирались под максимальное качество, но возможно Вы правы, и стоит попробовать.

размах крыльев сделать 2 метра.
она сможет поднимать 50кг топлива?
Если модельку масштабировать до 2м размаха, при сохранении той же нагрузки на крыло, максимальная масса двухметрового аппарата 60кг. Но в принципе, увеличить нагрузку - ничего не мешает, кроме роста взлётной скорости. Поляры профилей у меня правда под эти Re не посчитаны, так что точно не скажу.
1717408981332.png
 
Все эти бипланы, и многокрылы, создают большую интерференцию и сопротивление растёт кратно.
А тк старт у вас с резинки, то бесхвостка с максимальной площадью оптимальный вариант, так же в крыло толстое всякий хлам засунуть можно.

Или вы просто хотите, не такой как у всех?

Так же есть быстро съёмные консоли крыла, которые достаточно быстро можно подсоединить или разложить.
 
Все эти бипланы, и многокрылы, создают большую интерференцию и сопротивление растёт кратно.
Всё так. Но есть нюанс с малым нижним крылом, описанный тут.
"Подъемная сила двойного крыла в значительной степень зависит от расстояния между несущими поверхностями. Это связано с тем, что зона высокого давления под верхней несущей поверхностью соприкасается с зоной пониженного давления над нижней. Оптимальное значение отношения вертикального интервала между несущими поверхностями к хорде крыла составляет h > (1,05…1,6)b. При дальнейшем увеличении интервала подъемная сила существенно не меняется. "

Опять же, благодаря сочетанию прямой и обратной стреловидности - взаимовлияние снижаем, за счёт разнесения по длине.
Тандемная же схема (хотя по факту это скорее утка) - позволяет исключить потери на балансировку.

Или вы просто хотите, не такой как у всех?
Конечно, всегда хочется придумать что-то новое)
Основной идеей данной компоновки, было дальнейшее создание на ее базе eVTOL с распределенным движителем (см. картинкки в первом посте).

Очень впечатлился вот этим (прототипы уже летают):
1717420493764.png


Был похожий аппарат у Военмеховцев:
1717420366886.png

https://elibrary.ru/item.asp?id=44168460
ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ЗАМКНУТЫМ КРЫЛОМ
ПАДАЛКА М.А., КОХТЫРЕВ А.С., КУЗЬМИН Г.Н., СОКОЛОВ Е.И. БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова

Хотелось примерно то же самое, только в более скоростном (отсюда и стреловидное крыло) и компактном виде (отсюда третья плоскость).
Ну и в качестве гипотетического дополнителного плюса от третьего крыла - при очень больших углах атаки, оно будет вне зоны отрывного пузыря переднего крыла, и возможно, обеспечит приведение в горизонт (у него наименьший установочный угол, и оно имеет обратную стреловидность, т.е. срыв на нем разовьется позже, чем на всех остальных).
 
Все эти бипланы, и многокрылы, создают большую интерференцию и сопротивление растёт кратно.
А тк старт у вас с резинки, то бесхвостка с максимальной площадью оптимальный вариант, так же в крыло толстое всякий хлам засунуть можно.

Или вы просто хотите, не такой как у всех?

Так же есть быстро съёмные консоли крыла, которые достаточно быстро можно подсоединить или разложить.
Почти бесхвостку уже сделали 🙂
 
Нагрузка, для первых образцов, предполагась массой около 3-х кг, диаметром 105мм. Взлетная масса 7.5кг, катапультый старт на 25м/с.
Хоть какая-то конкретика. Если минимальную скорость принять 25м/с, то при коэффициенте подъёмной силы 1 Вам понадобится минимум 0,2кв.м. Нагрузка на крыло 38 граммов на дециметр, для модели это много, но если мощность позволяет и не маневрировать на старте, то можно и так.
только в более скоростном (отсюда и стреловидное крыло) и компактном виде (отсюда третья плоскость).
На сверхзвук собрались? Если нет, то чем прямее крыло тем лучше.

При старте тяжёлой но мощной модели я предпочитаю просто не трогать управление примерно секунду, за это время скорость будет достаточная для полёта и маневрирования. Устойчивая к режиму полёта модель без лишних ухищрений при недостатке скорости немножко опускает мордочку, но летит. Многокрыл может оказаться устойчивым к направлению, т.е. при потере скорости не опустит мордочку, превысит угол атаки и сорвётся. Хорошо бы сначала на маленькой модельке попробовать чтобы большую не колотить.
 
Назад
Вверх