D
DesertEagle
Разумеется, об этом несколько раз упоминалось в тексте, о том что профили гладкие, что нижняя поверхность модели плоская и т.д.
Но профили можно нарисовать ломаные как в сечениях (правда неизвестно будет ли программа их нормально обрабатывать, не пробовал пока).
И кроме того, несмотря на "человеческие" профили, по умолчанию в программе стоит разбиение на очень малое число панелей. Поэтому расчет ведется для граненого самолета как на рисунке ниже (и из-за этого могут быть большие погрешности):
Если же на закладке Wing в закладке Panels увеличить число панелей до 20, то получается такая картинка и профили в расчете станут гладкими:
Таким образом, для правильного моделирования фасета, нужно исходные профили сделать ломаными, а количество панелей для расчета в программе увеличить до 50-100. Тогда расчет будет наиболее адекватным.
Да, расчет продольной устойчивости - это главное назначение таких программ. Ведь какая главная проблема при создании самодельной авиамодельки? Чтобы она летела 🙂, а это в первую очередь центровка и устойчивость по тангажу. Можно конечно на практике подбирать положение грузика (центровку) и установочные углы хвостового оперения, как раньше все и делали 🙂. Но проги типа FLZ Vortex и XFLR5 позволяют это сделать виртуально, чтобы не изготавливать заранее нелетающую модель.
Но так как в основе алгоритма аэродинамический расчет VLM, то он одинаково успешно определяет устойчивость самолета с любым количеством крыльев. Хвостовое оперение рассматривается как отдельные крылышки, расчет для них такой же как для основного крыла. Поэтому учитывается профиль, стреловидность, удлинение и т.д. параметры. А не просто площадь оперения и рычаг.
По путевой и поперечной устойчивости я особо не разбирался, но вроде тоже могут считать. По крайней мере в FLZ Vortex есть возможность добавить возмущающее воздействие порыва ветра, отклоняющего самолет на некоторый градус с курса. И также есть возможность отклонения элеронов в разные стороны, значит и какую-то угловую скорость разворота можно вычислить. Подробнее в справке к программе. А поперечная однозначно есть в XFLR5, значит и в FLZ Vortex должна быть.
Что касается анализа результатов расчета, то вот как это делается. Для начала, я исправил хвостики профилей и устойчивость по тангажу сразу стала нормальной, летать такое летающее крыло однозначно будет 🙂. Обновленные файлы проекта прилагаются ниже.
Идем на закладку Total-Polar Computation, а там на закладку Angle of Attack Computations. Вводит дипазон углов атаки, скажем, от -5 до 45 градусов. В поле Number of steps вводим количество разбиений, если хотим считать с шагом в один градус, то вводим 50 (45+5). И жмем кнопку Start Computation, а по окончании Display Total-Polars.
Для начала смотрим график LD/alpha (аэродинамическое качество от угла атаки):
Из него видим, что максимальное аэродинамическое качество достигается на угле атаки примерно 5 градусов (ведите мышкой по графику для точных значений в строке статуса) и равно 18 градусов! Но это для модельки фасета с гладкими контурами профилей. Если сравнить потом с граненым, то можно будет понять, стоит ли игра свеч.
Полет с таким углом атаки будет наиболее экономичным, обычно крейсерскую скорость стараются сделать на таком угле атаки. Если конечно позволяют другие конструктивные особенности самолета (мощности двигателя и т.д.).
Второй полезный график, это устойчивость от угла атаки (Stabi/alpha):
Пока график выше нуля, самолет устойчив. В точке где пересекает ось Х, имеет нейтральную устойчивость. А везде где ниже нуля, самолет неустойчив.
Из графика видим, что самолет типа фасета может лететь на углах атаки от нуля градусов до примерно 40 градусов.
Кроме того, если на графике нарисованы квадратики, то в этом месте поток близкий к ламинарному. Если треугольники острием вверх, то где-то на крыле произошел частичный срыв потока (но самолет может продолжать лететь на оставшейся рабочей части крыла). Если острием вниз, то срыв где-то и на нижней поверзности.
Как видно из графика, на углах атаки выше 20 градусов начинается частичный срыв потока где-то на верхней поверхности крыла. А после 37 градусов еще и на нижней.
Ну и еще один полезный график, это центр тяжести от угла атаки (XG/alpha):
По нему видим, что центр тяжести не особо меняется начиная где-то с угла атаки 10 градусов. И расположен примерно в 2 м от носика самолета. Если мы пилота расположим так, чтобы центр тяжести был в этой точке, то самолет сможет лететь не меняя геометрию на углах атаки в диапазоне 10-40 градусов. Ну а для других углов придется изменение балансировки компенсировать отклонением рулевых поверхностей (это тоже можно посчитать).
Надеюсь, этот небольшой туториал поможет разобраться тем кому интересны виртуальыне продувки моделей самолетов. В этих программах есть еще множетство инетерсных функций, но основные вроде описал.
С исправленными файлами профилей получается, что для гладкой версии фасета с плоским днищем и отклоненными элевонами на 10 градусов вверх, взлет и посадка примерно на угле атаки 20 градусов со скоростью около 60 км/час. Крейсерская скорость от 90 до 150 км/час на углах атаки 5-10 градусов. А максимальная на 2 градусах 180 км/час. Правда из-за несовершенства трехмерной модельки на малых углах могут быть глюки и цифры иногда уходят в нереальную даль. Но для нормальных углов 5-20 градусов расчет более менее адекватен. Максимальное аэродинамические качество 18 единиц, но в более реальных режимах полета на углах 10-12 градусов около 8-10 единиц. Что для крыла такого малого удлинения очень даже хорошо, имхо (но не забываем про гладкий профиль, в отличие от оригинала).
