Обсуждение аспектов машущего полёта и возможности построить на этих аспектах ЛА с движителем в виде крыла.

Поскольку в первоначальной теме ( https://reaa.ru/threads/nuzhna-pomo...skim-voprosam-maschuschego-poleta-ptic.98136/ ) этот вопрос был затронут только вскользь, а обсуждение рискует затянуться, создал отдельную тему.
Благодаря обсуждению с уважаемыми форумчанами, отдельно хочу сказать спасибо Aleksfomik за внимательный и детальный анализ моих вопросов, указание ошибок и тщательные ответы, теория тщательно проработанная и описанная в книге " Лилиенталь О. - Полет птиц как основа искусства летать" что называется "заиграла новыми красками". Но как бывает , чем больше ответов - тем больше вопросов.

Попробую немного сместить акцент от птиц и представим, что я пошёл по тому пути, который понял, и который, возможно никогда не был описан ни в какой из книг, и это всё мои фантазии от нежелания нормально разобраться в исследуемом вопросе или очередных ошибках. Ни на кого не намекаю, ни в чём никого не обвиняю, просто пытаюсь представить: что со мной будет. Всем добра и позитива. :)



Итак , я создал планер, который в безветренную погоду запустил с возвышенности, чтобы он мог набрать скорость, и теперь планер двигается со скоростью 10 м/с параллельно земле. Планер имеет массу 4000 г. Он имеет крыло , которое выставлено так, что при движении параллельно земле у него подъемная сила компенсирует силу тяжести, т.е. равна 4 кг и получается сопротивление воздуха в 0.025 кг или для уменьшения нулей и дробей подъемная сила в 4000г и сопротивление в 25 г.
И вот пролетает этот планер 5 метров справа налево, и на каждом метре у него есть сила сопротивления на 25г и подъемная силы на 4000г. Если отложить это по метрам будет выглядеть так.
Планер, ОсьХ.jpg

Планер, осьУ.jpg

Я понимаю, что чтобы планер двигался дальше равномерно, нужно это сопротивление компенсировать, и у меня для этого в планере встроен винтовой движитель, и он создаёт силу как раз 25 г.
Он включается, следующие 5 метров выглядят так (поскольку с крылом ничего не происходило, то по оси Y картинка будет ровно та-же самая, как и на планере).
Винтовой_Х.jpg
.
Сопротивление компенсировано, F суммарная равна нулю, торможение отсутствует, планер может лететь при таких условиях дальше.

Воодушевившись успехом такого результата, я создал другой такой планер, но движитель у него теперь другой - машущий. Моя задача та-же, компенсировать силу сопротивления воздуха в 25г. И у меня это получилось, но у моего движителя есть особенности: на каждые 5 метров, происходит следующее.
1. Первые два метра, мой движитель при движении крыла вверх, поворачивает и двигает крыло так, что подъемная сила (та, что ровно вверх), теперь не 4 кг, а 2008, т.е. по сравнению с неподвижным крылом, движитель создал отрицательную силу в 1992г, также мой аппарат создаёт тормозящую силу (вдоль оси Х с отрицательным знаком) в 368 г, и эта сила прибавляется к уже имеющейся силе сопротивления в 25г.
2. За следующие три метра мне нужно уже компенсировать кроме первоначальных 25г по оси Х, теперь ещё 368 , плюс по оси Y ещё 1992 г. Это я успешно реализую: крыло поворачивается и двигается так, что подъемная сила становится 5428г, и толкающая (вдоль оси Х, но с положительным знаком) сила становится 360 г.
На графиках это выглядит так
Машущий_Х.jpg

Машущий_Y.jpg

Снова задача решена - суммарная сила по оси Х равна нулю, а суммарная по оси У компенсирует силу тяжести, аппарат с машущим двигателем начал летать.

Но в конструкции крыльев было много сложных частей, и я начал думать, можно ли такую конструкцию упростить и сделать на неподвижном крыле и тех же винтовых движителях, что были первоначально.
И я начал считать.
Чтобы за первые 2 метра, получить силу, которая идёт против движения, я могу поставить на планер (368/25 = 14.72) 14 винтовых двигателей по 25 г и один на 18 г (0.72*25=18) , которые будут создавать силу против движения планера.
Чтобы получить силу, которая роняет планер вниз на 1992г мне нужно ещё (1992/25=79.68) 79 двигателей по 25 г и один на 17г они будут создавать силу вниз.
Если я буду включать их на эти два метра, то эффект будет тот-же.
Теперь, на следующих трёх метрах мне нужно получить:
вдоль оси Х 360г (360/25=14.4) снова 14 двигателей (эти я у меня уже есть, я могу их включить в другую сторону) и один двигатель на 10г.
вдоль оси Y 1428г (1428/25=57.12) , т. е. 57 двигателей по 25 г (у меня уже есть 80, значит я могу 57 из них включить в другую сторону) и один на 3 г.

Итого добавив на тот-же планер, что и у винтового планера, ещё , округляя, 92 двигателя я смогу получить такой-же эффект, как и у машущего.
Но тогда мой планер будет тяжелее, чем первый на те самые 92 двигателя.
И тут до меня, начала потихоньку доходить мысль, что я что-то делаю не так.
Что?
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
И тут до меня, начала потихоньку доходить мысль, что я что-то делаю не так.
Что?
Начните заново Ваши рассуждения, но уже с реальными величинами.
Исправьте вначале вот это:
Планер имеет массу 4000 г. Он имеет крыло , которое выставлено так, что при движении параллельно земле у него подъемная сила компенсирует силу тяжести, т.е. равна 4 кг и получается сопротивление воздуха в 0.025 кг
Если Вы разделите те 4 кг подъемной силы на 0,025 кг сопротивления, то получите значение аэродинамического качества Вашего гипотетического планера равное 160.
Такого не может быть.
Обычно у планеров это качество редко превышает 40 - 50 единиц.
Но такие планера имеют весьма большое удлинение крыла, которое не подойдет для махов крыльями.
Лучше ориентируйтесь на максимальное значение порядка 15 - 20. И это будет справедливо если крыло будет чистым без всяких там причендалов, потому что если что либо прицепить к гладкому крылу, то полезут всякие дополнительные сопротивления.
 
Начните заново Ваши рассуждения, но уже с реальными величинами.
Исправьте вначале вот это:

Если Вы разделите те 4 кг подъемной силы на 0,025 кг сопротивления, то получите значение аэродинамического качества Вашего гипотетического планера равное 160.
Такого не может быть.
Обычно у планеров это качество редко превышает 40 - 50 единиц.
Но такие планера имеют весьма большое удлинение крыла, которое не подойдет для махов крыльями.
Лучше ориентируйтесь на максимальное значение порядка 15 - 20. И это будет справедливо если крыло будет чистым без всяких там причендалов, потому что если что либо прицепить к гладкому крылу, то полезут всякие дополнительные сопротивления.
Анатолий, спасибо!
Если у меня планер с аэродинамическим качеством не 160, а ,для беглых рачётов, в 10 раз "хуже" , т.е. качество будет 16 (в 15-20 укладывается), то мне понадобится винтовой движитель в 10 раз мощнее., И мащущий тогда потребует не 90(округляя), а 9 таких, в 10 раз более мощных, движителей, т.е. всё мащущий равно хуже , но уже не в 90 раз а в 9?
 
Последнее редактирование:

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
И мащущий тогда потребует не 90(округляя), а 9 таких, в 10 раз более мощных, движителей, т.е. всё мащущий равно хуже , но уже не в 90 раз а в 9?
Не понял Вашей фразы.
90 = 9*10
Поподробней поясните почему что то увеличилось в 10 раз, а суммарная мощность двигателей осталась прежней?
 
Не понял Вашей фразы.
90 = 9*10
Поподробней поясните почему что то увеличилось в 10 раз, а суммарная мощность двигателей осталась прежней?
Снова вы правы. Будет разница больше, чем в 9 раз, т.е. мащущий ещё хуже. Мощность должна увеличиться, но
у нас в 10 раз увеличилась только сила сопротивления, была 25 г, стала 250, а основная мощность шла на то,
чтобы выполнить работу движителя , а именно 1992 г вниз, 368г назад, и 1428 вверх и 360 вперёд.
Уверен, что с учётом ваших уточнений от эффективности винтового движителя мы отошли ещё дальше.
Мы видим, что винтовой движитель значительно эффективнее, за счёт чего?
Начнём их сравнивать (масштаб не соблюдён, размеры условные,никаких достоверных замеров по этим изображениям сделать нельзя).

планер , винт и крыло.png



На "взмах вверх" изображены два ЛА, красной стрелкой указано движение основной части движителя, выполняющего работу,
относительно корпуса. Для успешного полёта крыло планера при данном профиле и требуемой скорости выставлено на оптимальный угол а от ГОРИЗОНТАЛИ.
У верхнего винт с углом отклонения от ВЕРТИКАЛИ. У винтового данный момент центральная лопасть идёт вверх.
У машущего нет винта, он двигается изменением угла атаки , и на данный момент этот угол отличается от "оптимального планерного угла" a на
оптимальную величину оптВв (т..е нам достоврено известно, что другие варианты ещё хуже).

На картинке "взмах вниз" изображены те-же аппараты, но для простоты восприятия у винтового винт
теперь крутится в другую сторону и лопасть по центру идёт вниз.
У машущего крыло снова отклонено от "оптимального планерного угла" а, но вниз, снова на оптимальный угол для такого движения,
на величина оптВн.

Что мы видим.
1. Углы винта ближе к вертикали, а углы крыла ближе к горизонтали. Т.е. чтобы приблизить крыло к
эффективности винта при движении вперёд нам бы несущую поверхность повернуть побольше от горизонтали.
Но так будет ещё хуже (замерено, проверено) - мы потеряем несущую способность крыла, при том,
что мы в оптимальном случае уже теряем на подъемной силе (1992г) в несколько раз больше, чем сопротивление воздуха (250г),
которое мы пытаемся "компенсировать".
2. Если мы начнём поворачивать углы винта к горизонтали, то мы ухудшим его тяговую способность - т.е. крыло = очень неэффективный винт.


Если нам так хочется получить эффективность винтового движителя, но иметь большую охватываемую мощность, то, СОХРАНЯЯ КРЫЛО НЕПОДВИЖНЫМ,
можно рассчитать винт у которого диаметр будет с размах крыльев, и под нашу скорость (10 м/с). Предполагаю, что площадь такого винта будет
значительно меньше, чем площадь крыла. Т.к. крылу нужно обеспечить силу 4000г, а нашему винту только 250г.
Если же мы не можем позволить, что такой огромный винт опускался вниз, а хотим чтобы он опускался и поднимался, то это возможно.
Для нужно чтобы в крайних точках, это "весло" меняло направление и (шаг) винта, тогда мы получим машущий элемент, приближающийся к винту,
но несомненно уже менее эффективному (как минимум торможение в крайних точках, которого нет у винта с полным оборотом). Но такой элемент всё равно в несколько раз будет эффективнее, чем размахивать всем крылом. Таким образом мы получим два "крыла" - одно несущее, а второе "пропеллерное".
планер , винт _большой.png
Если же начать эти два элемента (почти вертикальный винт и почти горизонтальное крыло) объединять, то мы будем ухудшать их характеристики
и, как следствие, требуемая мощность двигателей будет дополнительно увеличиваться.

планер , винт и крыло.png


планер , винт _большой.png
 
Простите, перечитал, и понял, что забыл сформулировать вопросы:
1. Будет ли это считаться махолётом?
2. Будет ли такой махолёт эффективнее, имеющихся реализованных махолётов? (и да, я понимаю, что ещё эффективнее винт, делающий полный оборот, а ещё лучше сделать винт маленьким :))
 

alex_toronto

Я люблю строить самолеты!
Простите, перечитал, и понял, что забыл сформулировать вопросы:
1. Будет ли это считаться махолётом?
2. Будет ли такой махолёт эффективнее, имеющихся реализованных махолётов? (и да, я понимаю, что ещё эффективнее винт, делающий полный оборот, а ещё лучше сделать винт маленьким :))
для равномерности на каждое крыло нужно маховик.
 
Вверх