Посмотрел я этот FLZ Vortex, он слишком простой, не имеет многих нужных вещей. Можете не тратить время, лучше сразу изучайте XFLR5. У FLZ Vortex только один метод расчета VLM. Он конечно неплохой, по сути это разбиение модели на панели, для каждой рассчитывается свой вихрь, которые потом суммируются и получается циркуляция для всего крыла. Но VLM метод работает только со средней линией профиля. А в XFLR5 есть более продвинутй метод 3d-panels, который учитывает объем профиля.
Тем не менее, в FLZ Vortex есть несколько приятных моментов, поэтому опишу типичный способ работы в нем на примере Facetmobile.
Прежде всего, я за несколько минут создал простенькую модельку фасета в Google SketchUp. Модель неточная, с плоским днищем для упрощения. Сделана на глаз, только для примера. Размах 4.6 м, длина 5.7 м. Файл проекта прилагается ниже.
Используя плоскость сечения, "разрезал" модель сбоку и сделал скриншон профиля. Для центральной хорды, потом смещение 1 м, потом два со смещением 0.5 м.
Как видно из рисунков, не смотря за угловатость центральной секции, в остальной части крыла получаются вполне нормальные профили. Так что неудивительно, что этот самолет нормально летал.
Далее, FLZ Vortex хочет готовые профили, поэтому я по этим скриншотам сделал профили в XFLR5 и сохранил их в формате .dat. Я рисовал профили на глазок, просто для примера. Вы же должны сделать скриншот полупрозрачным на заднем фоне (в XFLR5 есть такая функция, но можно воспользовать и внешними утилитами, которые делают любое окно полупрозрачным. добавление новой точки Ctrl+левый клик). Или же можете взять профили сечений фасета из Profili, вы кажется в ней их продували?
Обратите внимание, что я загнул хвостики профилей вверх, эмулируя отклонение стабилизаторов. У этой модели с плоским днищем автостабильный профиль получается за счет постоянного задранного руля высоты, у оригинального фасета днище было изогнутым. Это была первая ошибка, потому что у FLZ Vortex оказывается есть встроенная возможность делать закрылки (а у XFLR5 вроде нет). Вторая - надо было в XFLR5 через меню Design-Refine Globally увеличить число точек в профиле до 150-200, чтобы он потом считался лучше.
Теперь открываем FLZ Vortex и читаем справку подряд. В описании каждого пункта меню есть примеры что это дает, по сути такой своеобразный встроенный туториал.
Создаем новый самолет (закладка Airplane, кнопка new). Указываем полезную нагрузку (пилот+багаж) Add. mass 114 кг. Переходим на закладку Wing и нажимаем кнопку New. Указываем массу крыла (пустого самолета) 167 кг. На закладке Airfoil указываем длину центральной хорды крыла 5.7 м и выбираем сделанный в XFLR5 профиль для центральной секции.
Теперь нам надо на правой панели создавать кусочки крыла, для каждого указывать ширину (смещение от центральной секции), длину хорды и на закладке Sweep смещение передней кромки от носика для задания стреловидности. Все размеры берем из модели в Google Sketchup. Полезно нажать галочку Always Mirroring, чтобы вторая половина крыла автоматически создавалась как копия той, что сейчас редактируете.
Чтобы сделать кили, создаем новое крыло и справа на закладке Dihedral указываем угол 90 градусов. Крыло станет вертикальным, а дальше как обычно.
Собственно, готово. На выходе получаем трехмерную модель. Проект для FLX Vortex прилагается ниже.
Теперь нужно ее виртуально продуть. Из-за ограниченности возможностей FLZ Vortex, тут делаются только простейшие операции. Переходим на закладку Design Computation, выбираем слева один из пунктов, вводим желаемое число и нажимаем кнопку Start Computation. В результате заполнятся остальные поля.
Например, выбираем верхее поле Angle of Attack и вводим 10 градусов. Нажимаем кнопку Start Computation и видим на какой скорости при этом угле атаки будет летать самолет в горизонте. А также видим Cl (Су по-нашему), где должен быть центр тяжести (отсчитывается от центра координат, если ничего не трогали, то будет на передней кромке модели). А также аэродинамическое качество Glide Ratio и вертикальную скорость снижения с выключенным двигателем.
На следующей закладке Auxiliare Programs показывается необходимая тяга для горизонтального полета в Ньютонах (делите на 10, чтобы получить тягу в килограммах). А если введете желаемый угол набора высоты в градусах, то программа покажет необходимую тягу для этого. Напоминаю, если кто забыл школьный курс геометрии, тангенс угла - это отношение противолежащего катета к прилежащему. Если вы хотите иметь скороподъемность 4 м/с и при этом ваш самолет летит на скорости 20 м/с (72 км/час), то есть за секунду пролетает 20 м в горизонте и за ту же секунду должен набрать 4 м высоты, то угол набора будет arctan(4/20)=11.3 градуса. Чтобы в калькуляторе виндовс найти арктангенс, разделите 4 на 20, потом нажмите кнопку Inv, а потом кнопку tan (и должна стоять галка вверху на градусах). На самом деле это не совсем правильный расчет, так как воздушная скорость в реальности будет направлена вдоль гипотенузы, а не в горизонте, но для первого приближения сойдет
🙂.
К сожалению, те профили что я сделал в XFLR, FLZ Vortex отказался принимать и выдал пару ошибок (увидите при выборе профиля для секций крыла). Наверно это из-за загнутых кончиков на профилях, надо было оставлять по умолчанию.
Поэтому устойчивость фасета (поле Stability Meas.) программа показала какую-то левую. На самом деле устойчивость для летающих крыльев должна быть 3-5%, но можно и где-то до 10%. Если Stability Meas. меньше нуля, то самолет неустойчив. И нужно добавлять хвостовой стабилизатор. Для продольного V при создании нового крыла на закладке Angle строительный угол атаки стабилизатора вводится в поле Angle of Incident.
В общем, для фасета нужно подготовить правильные профили. Потому что метод VLM прекрасно считает устойчивость автостабильных крыльев по тангажу, здесь явно проблемы в ошибках в профилях.
Собственно, и все
🙂. В XFLR5 принцип создания модели и расчета такой же. Плюс есть возможность пакетного расчета не только для одного угла атаки, но диапазона (например от -5 до 25 градусов) и рисования графиков. Только в XFLR5 возможностей больше.
И чуть не забыл, в FLZ Vortex есть замечательная закладка Flaps, в которой можно указать отклонение закрылков/элеронов. Нужно указать с какой глубины крыла начинается закрылок и на какой угол отклонять. Во второй модели фасета я сделал по всей задней крмоке закрылок 10% и отклонение -15 градусов (но профили остались старые с ошибках, это просто для примера), обратите внимание на заднюю кромку на рисунке.
Тем не менее, если не считать ошибки с устойчивостью из-за неправильных хвостиков профилей, остальные параметры для модели получились примерно такие:
Аэродинамическое качество 3-5 единиц в зависимости от угла атаки.
Посадочная и взлетная скорости около 50-60 км/час
Крейсерская скорость полета около 80 км/час с тягой 55-60 кг.
Максимальная скорость полета около 130-150 км/час с тягой 130-150 кг
Скороподъемность под 5 м/с.
В принципе, учитывая что на оригинале стоял двигатель 50 л.с., который должен был выдавать тягу под 130 кг, цифры выглядят более менее реалистично. И это для трехмерной модели, нарисованной в SketchUp на глаз без соблюдения точных пропорций. И учитывая, что FLZ Vortex понятия не имеет о всяких там эмпирических коэффициентах, к котором мы так привыкли
🙂, то есть это чистый цифровой идеализированный расчет, то сходимость результатов просто замечательная, имхо.
