считаю,что без учёта инерции массы воздуха и его внутренней кинетической энергии при движении с непостоянной скоростью
расчёты будут неполными...
Разумеется... Число рейнольдса всего лишь показывает, что картина обтекания качественно будет одинаковой в разной среде у разных тел, имеющих одинаковое число рейльдса. Этот пример всего лишь к тому, что нельзя говорить: смотрите, дамский ввер создает тягу! в природе веерный принцип используется дельфинами, проявляющими чудеса ловкости в воде! давайте закрепим дамский веер на задней кромке крыла и будем так же эффективно преобразовывать мощность двигателя в движение, как дельфины!
Нет, не будем. Чтобы такой движитель работал так же, как у дельфина, крыло должно иметь площадь 180 м2 и размах 32 м. Если же сделать веерную заднюю кромку у обычного по размеру крыла, то картина обтекания будет совсем другой. Это будет совсем другой движитель. Возможно, он будет работать даже лучше чем у дельфина (при подходящих частотах колебаний и подводимой мощности), возможно вообще не будет работать, а будет впустую перемешивать воздух, тратя почти всю мощность вхолостую. Важно, что это будет работать совсем не так, как у дельфинов или на крыльях небольших птиц (пересчитайте сами по сравнению с птицами), поэтому такой движетель нужно считать с нуля. Сравнение с аналогами из природы с приведением скоростей движения, эффективности плавания рыб и т.д. бессмысленно, так как эти два движителя не будут аэродинамически подобны.
Может кто подскажет, по каким формулам рассчитывается тяга веера? Кажется в соседней ветке про предкрылок болдырева были какие-то формулы, но не уверен. Я просто исхожу из того, что веерный принцип природой выбран как оптимальный для воды и размера рыб, но ни одна птица не летит, создавая тягу веерным маханием хвостом.
Но было бы интересно сравнить тягу веера и машущего крыла в размерности человеческого самолета. Если махолет рассчитывается довольно точно по известным формулам (выше приводилось сравнение расчетной тяги и измеренной на практике у канадского махолета), то для веера такого сравнения вроде не встречал... В частности, что выгоднее по затрачиваемой мощности - полноценный машущий полет или предкрылок болдырева, как частный случай веера с обдувом крыла?
Крыло будет как бы скатываться с горки с этих микро вихрей получая импульс вперёд.
Да? А почему именно скатываться, а не закатываться в горку, тем самым тормозясь и теряя энергию? )) Я, в принципе, согласен что способное упруго колебаться крыло может потенциально иметь немного большее качество в турбулентности. На планере Машук(?) с шарнирным подвесом крыльев это вроде как даже подтвердили экспериментально (хотя и не факт).
Но это будет скорее происходить из-за того, что уменьшатся забросы и клевки, и связанные с этим балансировочные потери. В случае параплана маятниковая раскачка, а в случае планера потери на выпрямление полета за счет хвостового оперения. При условии, что профиль отдельных участков крыльев способен менять угол атаки и самовосстанавливаться после забросов и клевков, то для этого элементарно будет вовлекаться в работу меньшая масса. Не весь самолет/планер, а только отдельные участки крыла. Естественно, на восстановление будет уходить меньше энергии. А какая энергия доступна планеру? Несложно догадаться, что только потенциальная (высота), переводимая им в кинетическую (скорость). Таким образом, выражение что на восстановление при турбулентности будет уходить меньше энергии, равнозначно выражению что на это будет меньше тратиться высоты. Что и дает повышенной аэродинамическое качество в турбулентности по сравнению с жестко закрепленным крылом.
Да, еще существовала серийная модель параплана, у которого задняя кромка была как бы подпружинена, что в турбулентных условиях давало в нужные моменты как бы поджатие клевант. В итоге производителем заявлялось, что раскачка в турбулентности уменьшается, крыло летит ровнее и поэтому медленнее теряет высоту. Эта штука запатентована (производитель u-turn кажется, но точно не помню), но широкого применения не получила. Возможно, на практике это толком не работает и является по большей части маркетинговым ходом, типа ушек на парапланх эдванс.
Разговоры о том, что подпружиненное крыло способно извлекать энергию из турбулентности, вплоть до того что теоретически способно лететь горизонтально и даже набирать высоту, ведутся давно. Но это сродни разговорам о путешествии-телепортации через кротовые норы. Теория этому не противоречит, но где хоть малейшая возможность реализации этого?
Уверяю вас, подпружиненные стропы параплана и эмуляция формы птичьего крыла - этого недостаточно. Нужен более обоснованный подход. Принцип-то прост! Нужно использовать локальные градиенты скоростей воздуха, которые присутствуют в турбулентной атмосфере. Вертикальные и горизонтальные. И комплексные, как более сложные в виде закручивающихся вихрей (когда крыло заранее перестраивается под ожидаемое изменение потока в вихре например).
К примеру, если крыло будет использовать только вертикальные составляющие скоростей, то когда поток бьет снизу в крыло, профиль должен деформироваться (либо участок крыла должен изменить угол атаки), чтобы максимальное время задержаться в этом локальном "восходящем потоке". А если бьет сверху в крыло, то ускорившись, максимально быстро покинуть эту зону.
Аналогичный механизм есть и для горизонтальных колебаний скорости ветра. Henryk приводил ссылки, где неподвижное крыло обдувается колеблющимся потоком. Это по сути равносильно машущему крылу, ведь какая разница - крыло движется в неподвижном воздухе, или воздух обтекает неподвижное крыло? Принцип тот же, изменение Cy и Сх при разных направлениях и/или скоростях потока. Главное, чтобы суммарная средняя подъемная сила была направлена вперед для создания тяги (или вверх для увеличения подъемной силы). То есть, преобразованная энергия потока совершала полезную для нас работу.
Для этого прежде всего нужно знать характерные размеры и перепады скоростей ветра, вертикальные и горизонтальные составляющие. Тогда можно посчитать запасенную в турбулентности энергию. А зная характеристики крыла (его поляру), можно посчитать по аналогии с махолетом, сколько из этой энергии мы можем преобразовать в дополнительную подъемную силу (или в зависимости от задачи, тягу).
У вас есть данные по размерам и скоростям характерных образований в турбулентной атмосфере? Без этого нельзя сказать, стоит ли вообще заниматься этой проблемой или овчинка выделки не стоит. Кажется, лидары (погодные радары) способны их фотографировать. Правда остается вопрос в каких масштабах.
