Мечты не одного поэта.

[Bиктор]

Портить коробку Sunny-Boxwing, убрав там подкос у верхнего крыла и дав крыльям возможность углового перемещения около среднего положения ... не хорошо.
Там верхнее крыло напоминает дельтапланное, с малым удлинением, и отнюдь не с узенькими крылышками, которые способны были бы быстро колебаться вверх-вниз и поворачиваться по углу атаки...
Нужно думать дальше!

Любопытно, что Шульц-Хоос исследовал и некоторые другие схемы ЛА из серии тандемов, крылья которых замкнуты в пространственную коробку, правда, не предусматривая колебаний их отдельным крылышкам:

http://www.sunny-boxwing.de/triplewing.html

Думается, что жесткую трех-крыльевую систему Бена Брауна, имеющую повышенное аэродинамическое сопротивление как раз на смыкании концов отдельных крылышек... следует в наших поисках "разбавить" вертикальными пилонами Sunny-Boxwing, образуя не жесткую пространственную систему - с целью обеспечить колебательность отдельных УЗКИХ крылышек...

 

[Bиктор]

Увидев страничку в интернете, в которой Шульц-Хоос исследует доверительными методами эту трипле-систему крыльев, я заволновался:  давно я искал индикаторы серьезности моей давнишней идеи-фикс с ПНС - пространственной несущей системой крылышек, а тут нашел!

Одной из моих иллюзий по ПНС было то, что я надеялся с помощью узких (длинных и хлипких) крылышек очень большого удлинения, собранных в относительно жесткую систему, - добиться сильного уменьшения индуктивного сопротивления и повышения аэродинамического качества трипле-винга...
Шульц-Хоос очень элегантно показал, что как и в любой тандемной несущей системе больше всего несет только переднее, а расположенные позади - с неизбежностью не догружены. А раз они производят мало подъемной силы при таком же сопротивлении, как переднее, - то и их отдельные Качества различны: в его примере переднее имеет К=35, среднее К=12, а заднее и вовсе К=7 (цифры на память).

Потом он элегантно выводит общее К такой трипле-системы... Оно едва доходит до К=14.
Это меня поразило ужасно и я написал ему майл, как же так?!

 

[henryk]

Не далеко ли меня занесло на этот раз?

-Виктор!=не голова а Дом Советов !!!

при волновом обтекании колеблещегося крыла кроме эффекта
образования тяги\за счёт понижения давления в носовой части крыла\=эфф.Жуковского-Кноллера и Бэтца=

есть ещё польза от значительного роста динамического
коэфф.несущей силы.

явление это используют короткокрылые трясохвостки\нпр.сорока\ и немецкие моделисты=

\привод задним крылом с плоско-паралельным махом\.

 

[henryk]

Даже Хортен4 ... не лучше БКБ! 

http://www.reaa.ru/yabbfiles/Attachments/Comparison-BKB1-Horten_IV.png

=скажу громче=в "бибелье" про безхвостки Никкеля и Хорста
Авторы в разделе про продольную устойчивость пишут=

все безхвостки подвержены опасному состоянию=авторотации.
единственное исключение=БКБ Каспэра у которого этот режим управляем!

от себя предлагаю сравнить силуэты ХОРТЭН- 4 и БКБ-1=
"наш" имеет удлинение 2! раза меньше и очень подобные
Су/Сх и поляры...про простоту конструкции не вспомню!

 

[Bиктор]

Так или иначе, ответ Дитера Шульц-Хоос содержал следующее:

Он разрешил переводить его страницы и брать иллюстрации, - с одной оговоркой:  все время напоминать, что это только идеи!

Он занялся трипле-системой крыльев по Брауну из-за ее необычности, когда научился пользоваться очень эффективной программой Vortex, которая может вести расчет для любого количества аэродинамических плоскостей.
Ему было любопытно, как ведет себя трипле-система.

Поэтому он всем советует бесплатно скачать английскую или немецкую версию соотечественника Ранеса:
http://www.flz-vortex.de/

В тексте на рисунке, он подтверждает, что если мы вздумаем у любого тандема, бокс-винга или трипле-винга сделать одинаковой нагрузку на несущие плоскости, то мы неизбежно переместим ЦТ позади ЦД, а значит - прощай устойчивость!  Нормально, если у тандема переднее крыло несет, например, 65%, а заднее 35% веса ЛА.

Трипле-систему надо рассматривать как тандем впереди задней, стабилизирующей плоскости, - там еще меньше должна быть нагрузка на площадь 🙁

 

[Bиктор]

В дальнейшем тексте своего ответа Дитер пишет, что действительно поражает насколько сильно падает аэродинамическое качество не плоской системы крыльев, в том числе и у тандемов, и у Sunny-Boxwing,  и у Triple-Wing.

Отдельно взятое К переднего крыла - может быть очень хорошим, но в системе есть еще одно-два крыла, которые мало несут тяжести, но столько же сопротивляются, как и переднее - эффективное крылышко. Да и острое схождение концов крылышек в концепции Бена Брауна - создает немалое дополнительное сопротивление, если его не облагородить подъемной силой , сделав несущий винг-лет.
Он не верит в К=20 у коробочной системы бывшего Стратоса Лигети, хотя и видел видео с его неплохим парением без мотора.
Дитер предлагает из своего опыта в расчетах принимать среднюю нагрузку на всю систему - 17 кг/м[ch178].  (У БКБ-1 и Бекаса она лежит в пределах 18 и 19 кг/м[ch178])

Еще Дитер думает, что размах крыльевой системы трипле-винг должен быть не более 2-х, 3-х виртуальных хорд системы вблизи фюзеляжа.
Хотя здесь речь идет о виртуальном удлинении трипле-системы порядка 2,5 - 3, но тем не менее аэродинамическое качество достижимо около К=15.
То есть такая каракатица способна будет парить! В чем он убедился, передав расчетные данные из программы Vortex в в проверенный симулятор X-plane версии 9,7.
Видео, синтезированные этим симулятором - есть в самом низу странички, указанной уже выше:
http://www.sunny-boxwing.de/triplewing.html

Возвращаясь к моему "барашку" - трипле-ПНС, стало ясно, что "трясти" достаточно только конец переднего крылышка.

Для уменьшения его поворотного момента инерции, можно переднее крылышко принять от автожирной лопасти, но без грузика впереди, а шириной 180-200мм с профилем, близким к Касперовским НАСА 8-12. (Ведь ему еще придется временами и вихрь за своей спиной образовывать - при махах и при посадке 🙂 )

Таким образом, переднее крылышко в трипле-системе вырождается на вынесенный вперед ... колеблющийся "предкрылок", позади которого стационарные два крылышка будут в волнах, генерируемых передним, - создавать тоже немного тяги и подъемной силы.
В меру их старания они будут ... дестабилизировать систему - немного создавая пикирующий момент, который придется еще как-то компенсировать...

Как?  - например, как у стабилизатора "классики": задав заднему крылышку... перевернутый профиль, который кроме тяги будет создавать "отрицательную" подъемную силу, балансирующую всю систему,... устраняя излишний пикирующий момент от среднего крылышка.

 

[Bиктор]

Если же удастся ЦТ удерживать впереди от ЦД, то в целом трипле-система крыльев способна ... устойчиво парашютировать 🙂
С какой однако скоростью она в конкретном случае будет "садиться в колодец" - надо еще научиться расчитывать (в программе Vortex?)

Дитер, оказывается, тоже думал об упрощении технологии:
- все крылышки он предполагает выполнять одинаковыми, или даже приобрести готовые автожирные лопасти.
Работы будет достаточно, конечно, - по узлам закрепления крылышек в систему, и оснащению переднего крылышка концевым приводом... (этого Дитер и не помышлял)

Недоумевал Дитер, как можно будет выполнять на столь узком крылышке ... закрылки и элероны?

На это вопрос ответ - узкие крылышки могут быть цельноповоротными, - ими двигать даже легче, чем широкими крыльями на Спрате.

Ну а закрылки... забыть о них?
Если можно будет парашютировать, образуя за спиной каждого крылышка несущий вихрь, как у БКБ и Бекаса... зачем тогда закрылки?  Только вот, удастся ли пройти до конца "другим путем"?
Моделисты на крылышках моделей копий БКБ-1 с хордой 400мм уже убеждались, что вихрь исправно у них возникал...

А как будет с хордой 200мм?

 

[Bиктор]

предлагаю сравнить силуэты ХОРТЭН- 4 и БКБ-1=
"наш" имеет удлинение 2! раза меньше и очень подобные
Су/Сх и поляры...про простоту конструкции не вспомню!

В Хортене4 пилот лежит на животе, а в Каспероских - нормально, как человек 🙂

Сравнительные кривые поляр у них очень подобны (сейчас не нахожу), а распределение несущей силы вдоль крыльев у БКБ-1 ближе к эллиптически-идеальному, чем у Хортена4...

 

[henryk]

то в целом трипле-система крыльев способна ... устойчиво парашютировать Smiley

-оч.интересное\и нужное\ свойство!
\получается виртуальная вогнутость сверху...\

 

[henryk]

В Хортене4 пилот лежит на животе, а в Каспероских - нормально, как человек

=моменты инерции подобные но мом.демпфирования разные...

\вспомнился анегдот про выпускниц ветеринарного вуза=

прибыли на стажировку в колхоз=самоуверенные=бригадир попросил отвести тёлку к кавалеру в соседний совхоз=
долго не возвращаются=только вечером,все в грязи...
=что,не сумели привести?=сумели,но тёлка никак не хотела
лечь НА СПИНУ!!!\

 

[Bиктор]

О возможности пилота лечь на спину... еще можно конструктивно подумать.
Есть системы зеркал, которые могут показывать не отраженное, а реальное (лево-право) положение.
Надо бы такие зеркала приспособить так, чтобы они показывали панораму впереди ЛА, которая фактически "выше" темени лежащего к земле затылком пилота, то есть исправляли бы "выше-на-ниже" и "позади-впереди" 🙂

Не забыть зимой такие зеркала чуть-чуть подогревать, чтобы они не запотевали конденсатом от дыхания пилота...

 

[henryk]

О возможности пилота лечь на спину..

-опять вспомнилась история=в 80-е годы была встреча велосипедистов с "горизонтальными" великами...

из Ленинграда привезли изьюминку=ДЕЛЬФИН=трёхколёсный,оптимум аэродинамики и конструкции=гонщик лежал на спине,головой вперёд и смотрел
через одинарное зеркало.

после того,когда при скорости порядка 100 км/ч вылетел в воздух и ударил в толстое дерево=вылез из машины и показывает=там была неровность\показывал в ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ сторону!\

 

[Bиктор]

при волновом обтекании колеблещегося крыла кроме эффекта
образования тяги\за счёт понижения давления в носовой части крыла\=эфф.Жуковского-Кноллера и Бэтца=

есть ещё польза от значительного роста динамического
коэфф.несущей силы.

явление это используют короткокрылые трясохвостки

Henryk, посмотрел обзор имевшихся в истории работ и сравнение его с современными расчетами в коммерч. программе Fluent по "трясущимся" и поворачивающимся профилям.  Один американский источник [8], 1937 года давал приятные графики, но никто из последователей не смог их подтвердить, - эти тоже:
http://espace.library.uq.edu.au/eserv/UQ:120932/Ashraf_afmc_16_07.pdf

Там солидно учитывается многие нужные и логичные величины: как они влияют на тягу и на... эффективность затрат энергии. С последним везде напряженка: тяга отнесенная к затратам энергии была порядка 10%-25% 🙁
Если Вы с Вашим английским опровергните меня, почитав результаты их работы, (к нижнему графику) то буду рад 🙂

На верхнем графике - красивые линии - экстраполяция с ростом частоты и амплитуды (если используемый метод и там применим).
Горизонтальная ось: произведение редуц.частоты на безразмерную амплитуду углов атаки.
Экспериментально исследована только начальная область, малые k (редуцированная частота: число волн на метр полета) h (амплитуда качаний профиля).
Да и большинство проведенных исследований для меньшего Re, нежели меня интересует.
Короче, с достоверной информацией для крылышка с хордой 200мм при эффективности привода - напряженка...

 

[Bиктор]

A в этой работе:
http://www.mech.eng.unimelb.edu.au/people/staffresearch/AFMS%20site/14/FM010265.PDF

сначала доказывают, что их численный метод хорошо моделирует дорожку Кармана, и сдвиг фаз в ней при активном (колеблющемся и качающемся крылышке).

Затем исследуют изменение числа Струхаля (количество колебаний на метр следа позади профиля) - при изменении частоты колебаний и амплитуде качаний угла атаки число Струхаля изменяется и появляются признаки его модуляции частотой крылышка.
Где-то они различают даже по измененной (инверсной) дорожке Кармана как изменяется форма колебаний в следе, если крылышко колеблется с собственной частотой или иной - принужденной частотой.

Кто сможет вынести пользу из этого труда для задумок мечтателей?

 

[henryk]

Кто сможет вынести пользу из этого труда для задумок мечтателей? 

-боюсь,что без Доктора не обойдётся!

 

[henryk]

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=VeJM_U0MReI#!

=mnogo,mnogo...

 

[Davoren]

при волновом обтекании колеблещегося крыла кроме эффекта
образования тяги\за счёт понижения давления в носовой части крыла\=эфф.Жуковского-Кноллера и Бэтца=

Прошу прощения, если эта работа уже приводилась в пример, но в тему было бы как раз упомянуть идею Богомаза В.А.  Смотри его статью «Управляемый флаттер», Техника молодежи №9, 1975, стр. 42-43. Мое увлечение махолетом началось именно с нее.
К сожалению,  у меня нет сканера сейчас чтобы ее оцифровать, но, может быть у кого-то она есть в виде файла.

 

[Bиктор]

тему было бы как раз упомянуть идею Богомаза В.А.Смотри его статью «Управляемый флаттер», Техника молодежи №9, 1975, стр. 42-43

Большое спасибо, за очень интересную поддержку!
Набрал в Гугле:
«Управляемый флаттер», Техника молодежи №9, 1975
Попал сюда...
http://mirknig.com/jurnaly/nauchno_populyarnye/1181372187-tehnika-molodezhi-1-12-1975-god.html
Далее под заголовком подшивки за 1975 - три раздатчика файла. Я выбираю обычно depositfiles.com
После нажатия на него открывается страница, где стремятся навязать его быструю версию.
Игнорируем все, кроме левого циферблата, под ним надпись - скачать бесплатно. Нажимаем. Далее начинается отсчет секунд в течение одной минуты ("наказание" за бесплатность 🙂). Эти секунды заканчиваются и появляется кнопочка "Скачать файл" (он уже подразумевается - ТМ 1975).
Скачка рар-файла длилась минуты 4-5.
Деархивировал файл куда захотел: получил 12 файлов-выпусков ТМ в формате дежавю. Открыл журнал номер 9 и страницу 42.
- Все, на экране "Управляемый флаттер"!
Те, кому это все не подходит могут почитать ниже в вырезках, сделанных бесплатной программкой Pick-Pick из интернета. Это так называемый "граббер": все, что видите на экране своего компа можно многими способами (и фрагментарно) вырезать и сохранить в любом рисуночном формате, который легко вставляется сюда на форум, если его размер не больше 250кБ...

 

[Bиктор]

Продолжение "Управляемый флаттер"
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Попутные мысли... Насекомых, летающих без звуковых колебаний, кажется, не существует. Наблюдал как-то раз в течение полуторы недель выводок "новеньких" мух общим  числом около 80. Вылезали из личинок из-под холодильника, потом их нечто надувало, - бувально за 15-20 секунд из упакованных форм образовывались существа с "вдохнутой" жизнью, явно "пустые" внутри. Они ползком устремлялись на свет к террасе и "застревали" на стекле. Совершенно беззвучно мельтешили они первые два дня своими крылышками - мистика, но они не летели, ни вверх, ни вперед!! На третий день стал у каждой возникать бархатный шорох от крыл. А в последствии они вместе с обретением звука, обретали способность к полету и я их выпускал на свободу. Есть они не ели ничего, - три дня, как минимум. На каком мизерном запасе энергии они улетали? Непостижимо...

Если у комара частота звука - около 400герц (как метроном "ля"), то у мух - меньше.
Биологи говорят, что хитиновый покров крылышек насекомых не сразу становится жестко-эластичным. Сначала он мягкий... и видимо, не годится ни для извлечения звука, ни для полета 🙂  А нужен ли им для полета звук?!

 

[Bиктор]

Далее...
~~~~~~~~~~~~~~  Попутные мысли...
Как горняку мне приходилось немного узнать об области Механики Сплошных Сред (МСС) - применительно твердых горных пород, - какие явления сопровождают продвижение работ под землей. К МСС относится и жидкость и воздух. Соответственно имеются гидромеханика и аэродинамика, что-то поясняющие о продвижении в жидкости или воздухе. Каким-то чудом они мирятся с сомнительными допущениями, в глубинных трактовках движений, происходящих в сплошной среде (СС) воды и воздуха.
Но есть еще и плазма - электропроводящий "газ". Виктор Богомаз резонно принял плазму-пламени в качестве оптического индикатора - очень чуткого к движению в воздухе и переменам давления.
Если пламя наблюдать в сверхскоростной съемке, то можно было бы, вероятно видеть отдельные циклы колебания, - глазом же можно наблюдать только усредненные впечатления от движений границ пламени, плавное изменение средних значений.
Не забудем, что звуковые волны, падающие сбоку на поток, имеют скорость 340м/сек, а поток сам ~ примерно в 20-100 раз меньше! Если звук мощный, то поток становится "испещренным высокочастотным узором" - "почерком" более мелким, чем длина профиля. Если одна длина волны звука в 333 герц прилетает к потоку каждые 0,003сек, то при скорости потока/полета, скажем 10м/сек, за одну секунду 10-метровый отрезок пути достигнут примерно 333 поперечные волны. При метровой хорде крыла ЛА за это же время на нем "отметятся" около 33-х поперечных внешних звуковых колебаний стоячего источника. Если же источник колебаний будет лететь вместе с крылом, что за 1 секунду он обработает 10-метровый путь 333-емя поперечными колебаниями: сгущениями и разрежениями воздуха в окрестности крыла...