Моделирование фасетмобиля FMX-4

по поводу чисел Рейнгольда 
Число Рейнольдса http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D1%81%D0%B0
подобный масштаб вряд ли сможет что-либо серьёзно показать по тех. характеристикам будущего ЛА
Согласен, подобные критерии при моделировании, скорей всего, выбраны чтоб "не париться" при изготовлении моделей-копий с оригинала, но не наоборот.
 
Вот - добавил крыло стабилизации

Режим балансировки - http://video.mail.ru/mail/v-school/_myvideo/34.html
Или - http://www.facebook.com/?ref=tn_tnmn#!/photo.php?v=10151056559958874&set=vb.715688873&type=2&theater

Завтра - погоняю в поле, в районе Софрино
 
по поводу чисел Рейнольдса.
Для воздуха можно пользоваться формулой Re = 68500*V*b, где V – скорость набегания потока на крыло, м/с, b – хорда, м. У полноразмерного аппарата и модели с одинаковыми числами рейнольдса обтекание тела происходит качественно одинаково - вихри с крыла срываются в тех же местах, имеют такую же форму и т.д. Это позволяет сделать небольшую модель, которая будет вести себя точно так же, как ее большой прототип.

На самом деле в других специфических условиях работы крыла могут преобладать и другие критерии аэродн. подобия, но для данного случая лучше всего подходит именно критерий по числу Рейнольдса.

Как видно из формулы, аэродинамическое подобие делается не по размаху, а по размеру характерного элемента в потоке, в роли которого для крыла традиционно выступает хорда. При равных скоростях полета полноразмерного аппарата и модели, можно просто геометрически масштабировать модель по хорде. Но обычно модели летают намного медленнее и тут возникает проблема с определением скорости будущей модели, так как скорость тоже входит в формулу. Можно попытаться проектировать модельку под конкретную скорость (учитывая массу, нагрузку на площадь и т.д.), а можно для масштабирования подставить в формулу какую-то типичную авиамодельную скорость, думаю 25-40 км/час (я не авиамоделист, поэтому не в курсе) и получить размер хорды модели, аэродинамически подобной исходному аппарату. Сделать модель, запустить, а после скорость подгонять под расчетную увеличением или уменьшением массы балласта.

Другой вариант - сделать аэродинамически подобную модель для воды. В воде число Рейнольдса можно считать по формуле Re = 1000000*V*b. То есть Re в воздухе для полноразмерного аппарата и Re в воде для модельки должны быть численно равны. Единственный нюанс - моделька должны быть помещена в воду на глубину не менее двух хорд. Ну и от стенок так же. Иначе начнет оказывать влияние граница свободной поверхности (граница между водой и воздухом), что исказит результаты продувки. Считается, что в близких к поверхности воды условиях, меньше двух хорд, начинает преобладать критерий Фруда, а нам предпочтительнее использовать критерий Рейнольдса.

Еще совет -  в воду можно бросить горсть овсяных хлопьев. Они не сразу растворяются и имеют такое соотношение площади поверхности к плотности, что легко увлекаются потоком и поэтому хорошо показывают все завихрения, изменение направления потока над крылом и т.д.. Этот способ визуализации часто используется любителями. В передаче Разрушители Мифов его тоже как-то применяли, кстати.

А, вот нашел этот выпуск, наглядное пособие по физическому моделированию, так сказать 🙂. Смотреть начиная с 19 минуты.

http://bravotv.ru/discovery-channel...eli-legend-razrushiteli-mifov-43-3-sezon.html


И в такой модели добавляйте на фасет какие угодно крылышки (помню вас это интересовало), смотрите что будет. Можно так смоделировать и вихри над крылом Каспервинга (если они там есть). Считается что точность такой аэродинамически подобной продувки в воде выше, чем расчет в CFD пакетах и вплотную приближается к продувкам в полноразмерной аэродинамической трубе.

Если хочется больше вникнуть в то, как делать аэродинамически подобные модели в воде или воздухе, а также как измерять получающиеся при этом аэрогидродинамические силы, то можно посоветовать книжку, например, "Экспериментальная аэродинамика", Соляник и др., 2007 г. Скачать ее можно, например тут: http://girkay.ho.ua/Stud/Exp_Aero.pdf (9 Мб).
 
Ага, спасибо!
Особенно про совет с хлопьями.
Крылышко для стабилизации по тангажу и крену - уже приделал. На последнем видео с балансировкой - видно.
Первые запуски явно показали недостаточность запасов по тангажу и крену.
В общем - пробую дальше...
 
СВМ, а вы считали сколько будет весить фасетмомобиль при замене трубок на деревянные бруски? И во сколько каркас обойдется по цене. С алюминиевыми трубками понятно - оригинал пустой весил около 170 кг и думаю, резерва для уменьшения там особо нет, наверняка все было продумано и просчитано. Кстати, напомните общую длину трубок для оценки стоимости, если есть такие данные?

Я попробовал прикинуть что получится, если вместо каркаса использовать плоские пенопластовые панели, обклеенные парой слоев стеклоткани. За основу взял модельку во вложении. Она очень упрощенная, просто для соблюдения пропорций и площадей.

Внешнюю площадь панелей насчитал около 45 м2 и площадь внутренних перегородок около 7-10 м. Общая площадь панелей пусть будет с запасом 60 м2. При толщине одного листа 20 мм это объем пенопласта 60*0.02 = 1.2 м3. При типичной плотности 35 кг/м3, вес только пенопласта будет 1.2*35 = 42 кг.

Если обклеивать двумя слоями 0.1 мм стеклоткани, то это площадь стеклоткани 60*2 = 120 м2 (так как с двух сторон листа). И еще *2 слоя = 240 м2. При массе одного м2 примерно 0.1 кг, масса всей стеклоткани получается 240*0.1 =~ 25 кг.

Еще потребуется примерно столько же смолы, пусть 25 кг. Итого масса по материалам 42+25+25=92 кг. Еще мотор ~50 кг, шасси и прочее по мелочи ~20 кг, и в сумме получам те же 160-170 кг, что и из трубок. Но вырезать панели из плоских листов пенопласта может оказаться легче, чем соединять столько трубок. Обклеивать панели можно по отдельности в ваккумном мешке, а потом в сборе склеить с усилениями лентами на стыках. Вроде выглядит не очень сложно.

Стоимость одного м3 35 кг/м2 пенопласта около 3700 руб. Но если взять типичные листы 1200х600х20 мм, то таких листов понадобится 60/0.72 = 84 штук (плюс отходы), это при цене одного листа примерно 80 руб, дает 6700 руб только за пенопласт.

Стеклоткань пусть по 240 м2 * 50 руб/м2 = 12000 руб. Смола примерно по 25 кг * 200 руб/кг = 5000 руб. В итоге за каркас 6700+12000+5000 = 23700 руб. Вроде ничего так получается, относительно бюджетно. Надо бы сравнить с алюминиевыми трубками и с деревянными брусками.
 

Вложения

Ооо, спасибо, DesertEagle, за оценку, вопрос и расчет...
(Блин, а как Вас по жизни то зовут,
Так их растак. Эти ... местные правила общения по НИкам).

Первое. Вес и трубки.
Даа, прототип FMX-4 пустой весил 165 кг при размерах 585 на 450 см. при взлетном 330 кг.

Моя задачка - попробовать подогнать под 115 кг.
При взлетном порядка 230 кг
Для чего уменьшаю размеры до (примерно) 380 на 500.
Мотор - прикидочно - РОТАХ-582.
Конструкцию - не знаю. Каркас - это явно. Далее - то ли обшивка листами незнамо чего.  То ли - оклейка с обшивной
В общем - вопрос...

По Вашему и по моему - трубки и бруски - получается примерно одинаково.
Бруски - мне показалось проще технологично. Так  как варить не умею, аппарата нет и тд

Но не суть
Первый вопрос - понять аэродинамику данного хитрого аппарата.
То есть - просто-напросто запасы устойчивости по тангажу и крену...
 
Конструкцию - не знаю. Каркас - это явно. Далее - то ли обшивка листами незнамо чего.
Если каркас, то имхо лучше тканевая обшивка (ну либо пленка, при такой площади нагрузка небольшая), либо листами поликарбоната. Пенопласт даже толщиной 20 мм сожрет слишком много массы (42 кг!), а 10 мм слишком уж хлипкий. В самолете SkyPup вроде применена такая технология - каркас из деревянных брусков, а между ними вклеены листы простого пенопласта без обклейки стеклотканью. Но в фасете площадь слишком большая для такого подхода. Так что ткань с плотностью около 200 г/м или пленка/поликарбонат близкой массы.

Под сэндвич-панелями я имел ввиду безкаркасный вариант, когда весь самолет состоит из плоских панелей, выполняющих роль каркаса. Как в известном документе:

8ac3b8e59947.jpg



Сложно сказать что проще/технологичнее. С одной стороны с трубками все понятно - косынки, заклепки. Бруски можно как на эпоксидке, так и на косынках. А с другой панелей самих по себе меньше, можно собрать весь самолет чуть ли не на булавках, а потом все стыки и углы проклеить за один проход полосками стеклоткани. По прочности вроде получается баш на баш, по весу тоже.

У вас случайно нет трехмерной модели каркаса или информации об общей длине трубок?


Первый вопрос - понять аэродинамику данного хитрого аппарата.
То есть - просто-напросто запасы устойчивости по тангажу и крену... 
По-моему, там все нормально с аэродинамикой. В центре выраженный S-образный профиль, значит с устойчивостью по тангажу нет вопросов. По курсу стреловидность (да еще вроде как отрицательная крутка - еще в плюс по тангажу). По крену... да, может получиться верткая машина. Но с другой стороны, винт малого диаметра - маленький вращающий момент, плюс развитые кили... Все нормально, имхо. Можно конечно помоделировать и что-нибудь изменить, но имхо при масштабировании в разумных пределах все и так будет хорошо.

Моя задачка - попробовать подогнать под 115 кг. 
Да, интересная задачка ). К каким выводам пришли по прошествии этого времени? Только уменьшить площадь под меньший вес, или все таки увеличить немного размах как рекомендовано в том документе, откуда картинка с панельным вариантом?
 
К выводам и решениям - пока не пришел.
Идет накопление понимания и опыта.
Пока  задача - научить летать радиомодель устойчиво.
И освоить матмоделирование за рамки проского профиля.
 
Такс, и отвечаю по длине трубок каркаса радиомодели 50*38 см, которая 1:10 от возможного реала.

Общая длина труб (реек) = 4*55 + 38 + 35 + 2*50 = 220 + 73 + 100 = прибл 400 см.
То есть по каркасу реала - это 40 метров труб

Площадь поверхности, прибл.
2 * 30*50 = 3000 Кв. см
\ это по радиомодели

PS \ Видео тестовых полетов - http://www.facebook.com/newspringparty#!/photo.php?v=10151058993243874&set=vb.715688873&type=2&theater
 
То есть по каркасу реала - это 40 метров труб
А не мало, разве масштабирование трубок линейное? Там же растет объем. Но если действительно на оригинале 40 м трубок, то из них делать в три раза дешевле, да и проще. 40 м * 50 руб = 2000 руб за каркас. И еще где-то 40 м2 * 150 руб = 6000 руб обшивка. Итого за корпус 2000+6000 = 8000 руб по сравнению с 24000 руб из сэндвич панелей. Из дерева примерно так же, как из трубок, а может и дешевле.

Эх, вот смотрю на окрестные поля и понимаю, что взлет на фасете или аналогичном самолете это будет лотерея. Мало места, сельхоз поля все с рытвинами и колеями от тракторов, технологически съезды засыпаны камазами земли, чтобы никто не съезжал и т.д. А отказ двигателя при взлете из-за ограниченности площадок и направлений действительно будет трагедией. Жаль, самолет-то хороший. Немного уменьшить массу, увеличить размах и получился бы отличный туристический вариант. Неприхотливый и простой. Имхо.
 
Нуу, всегда есть варианты и возражения.
Может быть трубы и дешевле. Не спорю.
Собственно - один из первых результатов анализа технологической реализуемости...

Пускал сегодня на даче в Михайловском радиомодель.
Один раз взлетел.
Но - сразу после отрыва - клюет носом.
Проблемы центровки понять бы...
 
2 СВМ: хотел Вам в очередной раз посоветовать бросить теорию, да взяться за нормальный проект, да думаю Вам многие это советовали... Честно говоря сам хотел воспроизвести этот аппарат, но люди добрые отговорили, надеюсь в этом году подниму свой 701.

По поводу моделирования:
на ютубе есть подборка видео американца http://www.youtube.com/user/gtex09#play/uploads, по-моему он участвовал в ветке http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1223569620/300. На сколько я понял у него это уже 5 модель в масштабе 1:5, и, возможно, то чем Вы занимаетесь, для него уже пройденный этап.

Но в любом случае удачи Вам в постройке этой птички :~)
 
Гыы, как говорится, каждый имеет право на собственную шизу, которая не лучше и не хуже соседних.

По поводу гирек - дык, понимаю, пробую

Народ! Помогите  разобраться с радиомоделью - жгу второй регулятор. В Москве, словом и делом...
 
🙂
Регулятор требует наличия радиатора охлаждения? 
Радиатор  тоже возможное решение - всё-таки регулятору какое-никакое охлаждение точно требуется - хотя бы просто обдувкой встречным потоком.

Если же регуль полностью упрятан внутрь НЕпродуваемого отсека (а судя по фото - так оно и есть), то без достаточного охлаждения при нагрузке близкой к максималу кирдык практически неизбежен.

Ну и систему мотор-регуль надо подбирать с известным запасом по мощности, а не так чтобы они пахали на пределе:
пиковый ток для регулятора (тот что  обычно указывается в характеристиках) допустим лишь кратковременно!
 

Вложения

  • fct_pole1_001.jpg
    fct_pole1_001.jpg
    93,4 КБ · Просмотры: 132
Спасибо за совет по охлаждению регулятора.

Здесь, по-видимому - ошибался.
Оба раза горел желтым пламенем, на максимуме, когда пытался выкатить из ямки

Да и никак не разберусь с программированием регулятора на ограничение тока. Которое, кажется есть при включении пульта
 
Общая длина труб (реек) = 4*55 + 38 + 35 + 2*50 = 220 + 73 + 100 = прибл 400 см.
То есть по каркасу реала - это 40 метров труб 

Кстати, для снижения веса можно воспользоваться достижениями китайской промышленности - наткнулся на продажу карбоновых труб, причем по цене сопоставимо с алюминиевыми:
http://www.alibaba.com/product-gs/383228422/Carbon_Fiber_Round_Tube.html?s=p
минус - поставляют от 100 метров, и по опыту от 3 недель, но даже при максималной стоимости (10$ за метр) это 1000$ + таможня и доставка (примерно 500 - 800 сверху).
 
Нуу, даа, хорошо конечно...
Но = как работать то с ними, с этими карбоновыми
С деревом - оно мне понятно:  пилой и рубанком, клеем, шпагатиком усилив иногда...
 
Назад
Вверх