Рассуждения о природе подъемной силы крыла

[Kamerad]

Скорость падает по мере отдачи тапеции.

А должно быть наоборот - отдача по мере падения скорости. Но это несущественно.

То аппарат валится на 70-65-ти км/ч, то летит себе, игнорируя пилота, с трапецией, упёртой в передний подкос.

Значит, какие-то условия вами не соблюдаются. Но вы можете верить в Полтергейст или Барабашку, живущих в вашем дельтаплане.

Прошу теорию процесса в студию!

Но это не интересно.

НМВ, тут некоторое противоречие.

 

[mdp-shnik]

Прошу пояснить.

Пояснию. Вы начали обсуждение с того, что современная аэродинамика не учитывает неизбежного изменения плотности воздуха вокруг крыла. И то (не учёт), и то (изменение плотности) - факты. Надеюсь, это моё утверждение понятно.

Теперь же нужно понять, почему аэродинамика игнорирует изменение плотности на малых скоростях. Я посчитал, что при общих затратах мощности примерно в 20 с лишним киловатт только 300 вт идёт на изменение плотности.

 

[mdp-shnik]

А должно быть наоборот - отдача по мере падения скорости.

Вам нужно полетать на дельталёте хотя бы пассажиром. Дельталёт имеет балансирное обратное управление.

Если бы в аэродинамике не было полтергейста и не водились Барабашки, нам бы не было что обсуждать.

 

[Чечако]

Дельталёт имеет балансирное обратное управление.

Поэтому, баланс сил и моментов управления/сопротивления, должны определяться относительно направления мгновенной скорости ЦМ (инерции аппарата).

 

[PFELIX]

Дельталёт имеет БАЛАНСИРНОЕ обратное управление.

Если бы в аэродинамике не было полтергейста и не водились Барабашки, нам бы не было что обсуждать.

Имею в прошлом опыт обучения вождения дельталетом (у нас это называлось мотодельтапланом).
Для меня суть всех этих полтергейстов объясняется весьма просто.
Чтобы не устать и не дергаться при каждом малюсеньком термике или порыве ветра опытный пилот знает и привык, что на них активно реагировать не стоит.
Задаешь определенную канву усилий на трапеции и наслаждаешься полетом.
Но что это означает.
Самолёт устойчив потому, что это -- конструкция.
Да ЦТ на дельталете много ниже крыла, но это -- МЕХАНИЗМ, в котором жесткость связки определяет пилот.
Я до сих пор гадаю, что бы произошло, если бы я тогда на пассажирском месте был бы "УЖЕ ОПЫТНЫМ" пилотом.
В учебном полёте в какой-то момент зашли с аэродрома авиазавода на территорию корпусов. Время уже ближе к полудню. А там крыши почти сплошь черные толевые.
Поймали на вираже хороший термик одной консолью, да той которая выше получается. У нас крыло чуть вертикально не поставило (у страха глаза велики).
А поскольку я как начинающий пытался бороться с каждым выводом из "равновесия", вцепился в трапецию железной хваткой, что сделало корзину одним целым с крылом (насколько это возможно). Понятно, что в таком случае корзина поднялась и заставила весь дельталёт вернуться в положение нормального полёта (к гировертикали).
Вот, до сих пор задаю себе вопрос, насколько нам тогда помогло, что я был "неопытный".

 

[mdp-shnik]

Вот, до сих пор задаю себе вопрос, насколько нам тогда помогло, что я был "неопытный".

Опытный бы сделал то же самое. Разве что на пару мгновений быстрее и сильнее отклонил бы трапецию.

Ваше приключение могло закончиться трагично, если бы аппарат поставило в крен, близкий к 90 град. У нас в Донецке в 2014 году при похожих обстоятельствах погиб пилот химик. Он разбрасывал трихограмму после 11-00 утра в термичную погоду. (Это грубое нарушения всех правил. А всё потому, что жажду наживы никто не отменял). Высота полёта 15 метров. Термиком его мгновенно поставило в крен 90 град. Мотодельтаплан может выйти из него только путём скольжения на крыло. Вот и посчитайте сколько секунд скольжения нужно для падения с высоты 10 м (чтобы конец крыла достиг земли). Я уже посчитал - 1,5 секунды. Никакой опыт не поможет.

 

[PFELIX]

Опытный бы сделал то же самое. Разве что на пару мгновений быстрее и сильнее отклонил бы трапецию.

Я-то утверждаю, что как-раз, -- наоборот. И, обратите внимание, я сидел на пассажирском (учебном месте), а на месте пилота сидел опытный инструктор.
Вот эту роковую секунду, как мне запомнилось, он и прошляпил. И мы бы прошляпили оба . . . Я тогда не столько среагировал, я -- просто (по неопытности) превращал как мог дельталёт в единую конструкцию (не только от этого крена, а перманентно). У меня от этих полётов бицепсы болели, а руки в локтях выстёгивались (рычаги -- большие, я мальчик - "метр-девяносто-три", а регулярных тренировок с нагрузками давно не было, связкам было надсадно, да и на пассажирском месте ты трапецией управляешь не за горизонталь, а выше, где усилия тоже -- выше). И высота была (сейчас уже сложно говорить), порядка сотни метров, по воспоминаниям (восприятию), думается, -- меньше. С этого виража (а там уже недалеко место посадки) мы и заходили на полосу.

 

[mdp-shnik]

Я-то утверждаю, что как-раз, -- наоборот.

Вот как раз такой опытный в Донецке и погиб.

 

[PFELIX]

Видимо, всё-таки успел "научиться" . . .

 

[daredevil]

Если подъемные силы равны, то и скосы равны.

- Нет! Опять двойка!! Вертикальные импульсы равны, а вертикальные составляющие скорости и соответственно углы скоса зависят от того, какой массе воздуха придан импульс.

У каждого профиля свой закон изменения Су по а

- Грубо можно считать так: от формы профиля (точнее, от формы средней линии) зависит положение к потоку, при котором подъёмная сила нулевая. То есть то, от которого отсчитывается т.н. аэродинамический угол атаки. Когда нет срыва, Су разных профилей практически в одной пропорции зависит от аэродинамического угла атаки. Производная Су по углу атаки для бесконечного крыла равна 2пи, если угол атаки в радианах.

 

[АНАТОЛИЙ]

Отнеситесь к крылу с точки зрения как к "черному ящику".

Допустим. Если совершенно без разницы крыло это или целый вертолёт, то хоть наклонённый дирижабль. В этом случае да, есть импульс, приложенный штуковиной к воздуху, который благополучно съедается этим воздухом в ещё большем масштабе.

Теперь идем дальше.
Устраним тот "черный ящик" и подумаем, с помощью чего можно создать требуемую определенную аэродинамическую силу.

Т.е. посмотрим какие устройства уже придуманы. Это уже ближе к теме крыла и того как оно трётся об воздух.

Вот возьмем несколько крыльев разных по форме, удлинению и с разными профилями.
Наша задача создать такую аэродинамическую силу на каждом крыле,, которая с учетом проекции на перпендикуляр к направлению движения будет равная для всех крыльев.
А как это обеспечить если все крылья отличаются друг от друга и формой, и удлинением, и круткой, и профилем?
Для этого надо обеспечить равенство произведения коэффициента Су крыла на площадь крыла.
А этот самый коэффициент различный для всех случаев и задача будет сведена только для определения конкретного угла атаки для каждого крыла с учетом всех различий.

Т.е. проведём статистическое исследование среди самолётов схожей размерности, отличающихся формой крыла и профиля, и обладающих примерно одинаковыми мотором(ой, а почему-то моторы разные) и весом. Собственно это основное занятие любителей авиации - искать самолёты по параметрам и оценивать характеристики.

Так вот, от угла атаки крыла при равенстве подъемных сил скос окружающей среды не зависит.
Если подъемные силы равны, то и скосы равны.

Как-то резко перескочили. Ну да ладно, теперь ближе к практике. Если мы уравниваем перечисленные подъёмную силу, и произведение CS, то останется скоростной напор, который из условия остального равенства тоже будет равен. И вот тут начинается самое интересное... Или не начинается... Ведь при одинаковом скоростном напоре какой-то самолёт еле в воздухе держится, а другой уже мотор насилует. А это уже не научно...

Тогда потрудитесь указать хоть одну мою неточность не соответствующую этому докладу.

Это даже не неточность, а недосказанность... Мы определили что крыло опирается на какой-то объём воздуха. Это огромный объём воздуха. Маленькая птичка половину комнаты перемешивает. Но что из этого следует? Да ничего...

Или Вы склонны считать того лектора как и меня балаболом?

Нет, лектор всё грамотно по полочкам изложил. В том числе про "ящик" в бесконечной атмосфере.

всё что изложено в той лекции полностью совпадает с моими взглядами и моими сообщениями на форуме.

К сожалению не совпадает. Вы слишком много подменяете тёплое мягким, перескакиваете с конкретного на общее и избегаете точной формулировки с общепринятыми терминами.

 

[Anatoliy.]

Допустим. Если совершенно без разницы крыло это или целый вертолёт, то хоть наклонённый дирижабль. В этом случае да, есть импульс, приложенный штуковиной к воздуху, который благополучно съедается этим воздухом в ещё большем масштабе.

О, Боже, какая дремучесть в физике !!!
При отделении одного тела от другого в безопорном пространстве (отбрасывание воздуха крылом, воздушным винтом или газов ракетным двигателем) каждая из разделенный масс получает равные импульс силы направленные в противоположные стороны.
Повторяйте физику и не позорьтесь.
Даже когда вы подпрыгните Вы получите ровно такой же импульс как и вся планета Земля.

Собственно это основное занятие любителей авиации - искать самолёты по параметрам и оценивать характеристики.

Любителям это и остается - обезьянничать.
Конструкторы свои изделия рассчитывают, и не только в авиации если они конструкторы, а не любители.
Это две большие разницы.

Ведь при одинаковом скоростном напоре какой-то самолёт еле в воздухе держится, а другой уже мотор насилует. А это уже не научно...

При одинаковом скоростном напоре (хотя это самолет напирает на воздух) у самолета куча параметров, которые влияют на его свойства как летательного аппарата. Среди этих свойств лежит и индуктивное сопротивление, и профильное сопротивление, и сопротивление трения, и интерференция, и поведение коэффициента Су с учетом того скоса окружающей среды.
И если Вы полагаете, что коэффициент Су ведет себя при изменении угла наклона (это не угол атаки) к направлению полета так же для крыльев разного удлинения, то Вы глубоко ошибаетесь.
Вот дисковое крыло имеет максимальное значение Су не в районе, скажем, как у крыла бесконечного удлинения 10 - 15 градусов, а примерно при углах атаки около 45 градусов, хотя профиль один и тот же.

Мы определили что крыло опирается на какой-то объём воздуха.

Так полагал еще Леонардо, что родом был из Давинчи.
Как же Вы отстали !

К сожалению не совпадает.

Совпадает, и еще как совпадает.
А Вы чтоб не пустословить приведите конкретно что сказал тот лектор, и что я сказал не совпадающего с ним.
Слабо?

 

[АНАТОЛИЙ]

Разное удлинение,разные отбрасываемые массы воздуха, разные скорости отбрасывания для соблюдения равенства импульсов, разные углы скоса, разные проекции местной аэродинамической силы на направление полета и разные индуктивные сопротивления.

Давайте поштучно. Иначе мы так и будем дальше намазывать импульс на атмосферу.
Форма крыла в плане влияет на диапазон углов атаки. Углы атаки влияют на коэффициенты подъёмной силы и сопротивления. Как конкретно влияют зависит от кривизны профиля.
Вот собственно и разобрались с основой.

у самолета куча параметров, которые влияют на его свойства как летательного аппарата

И которые следует рассматривать по одному, дабы не пудрить мозги себе и всем остальным.

При отделении одного тела от другого в безопорном пространстве (отбрасывание воздуха крылом, воздушным винтом или газов ракетным двигателем) каждая из разделенный масс получает равные импульс силы направленные в противоположные стороны.
Повторяйте физику и не позорьтесь.

И что-ж Вас так в космос тянет? Пространство не пустое, а заполненное некой субстанцией, которая взаимодействует с крылом со всех сторон, а не отскакивает как шарики. И вот тут уже начинается интересное, с невероятными эффектами. А какой импульс в процессе получит атмосфера - очевидно равный тому что получит самолёт.
Итак, возвращаемся из космоса обратно в атмосферу. А импульс почему-то прикладывается к воздуху и выше крыла... Как так? Бернулли виноват, понавыдумывал какое-то уравнение, которое следует из законов Ньютона...

А Вы чтоб не пустословить приведите конкретно что сказал тот лектор, и что я сказал не совпадающего с ним.

Если коротко, то в Вашем изложении изобилуют скачки от общего к частному. Примерно как овощи в винегрете. В целом вроде-как есть всё что надо, но рецепт не точный. Где-то много, а где-то вообще пропустили, потому-что Бернулли не вкусный.

 

[Anatoliy.]

Давайте поштучно.

Давайте поштучно.
Первая штука.
О чем пойдет речь, о всей аэродинамике со всеми теориями или о конкретно индуктивном сопротивлении?
Пока четко не ответите, в разговоре так и будут

скачки от общего к частному.

Жду конкретного ответа.

 

[АНАТОЛИЙ]

О чем пойдет речь, о всей аэродинамике со всеми теориями или о конкретно индуктивном сопротивлении?

Дабы не распыляться покончим с индуктивным сопротивлением, а потом уже теории.
Итак, общепринятое мнение что индуктивное сопротивление это прирост сопротивления, вызванный созданием подъёмной силы. Весы его не различают и не отделяют от профильного. Возражения есть?

 

[Anatoliy.]

Итак, общепринятое мнение что индуктивное сопротивление это прирост сопротивления, вызванный созданием подъёмной силы. Весы его не различают и не отделяют от профильного. Возражения есть?

Не правильно выбранные измерительные инструменты и неправильные методики измерения в купе с незнанием что и как измерять не приведут Вас к результату.
Давайте лучше подойдем с другой стороны.
Вы когда нибудь встречали в аэродинамических учебниках формулу индуктивного сопротивления?
Или впервые слышите о таковой?

 

[АНАТОЛИЙ]

Не правильно выбранные измерительные инструменты и неправильные методики измерения

Ну конечно бензопила лучше чем топор, но когда нет бензопилы и есть топор выбирать не приходится. А почему бензопила плохо рубит сейчас разберёмся.
Из инструментов в моём арсенале секундомер, глазомер и прибор для измерения ёмкости батареи. Грубо говоря на преодоление сопротивления тратится энергия, вполне конкретная электрическая энергия, которую можно замерить. Инструменты простые и не требуют дополнительной подготовки. К примеру глазомер отличает разницу в тяге при использовании винта 8х4 или 7х6. Эти винты потребляют примерно одинаковую мощность на скорости около 75км/ч

Давайте лучше подойдем с другой стороны.

В смысле возьмём бензопилу за длинную часть формулу и рассмотрим сначала её?
Но начнём лучше немного раньше с топора чтоб лишнее отрубить с определения, потому-что именно оно ограничивает применение термина. Вот первое что нашлось в поисковике:

Индуктивное сопротивление - это прирост лобового сопротивления, связанный с образованием подъемной силы крыла

Теперь можно и к формуле перейти.
Честно скажу, не интересовался этими формулами, т.к. они вообще бесполезны.
Вот первое что нашёл более-менее близкое к теме.

Собственно теперь когда у нас есть формула попробуем приложить её к конкретной практической задаче. В процессе и разберёмся что от чего зависит и насколько оно поможет.

Имеется оборудование весом 430 граммов, способное за 5 минут сожрать 24Втч энергии. Размах - не более метра+погрешность.
Требуется получить максимум скорости и динамики разгона, минимум радиуса виража и сколь возможно избежать потери скорости в вираже. Скорости маневрирования 70-90км/ч.
Моё решение этой задачи красуется на аватаре. В конечной версии довольно резвый аппарат. Как мера борьбы с индуктивным сопротивлением есть винглеты в форме бумажного самолётика(позже вернёмся тому почему они снижают сопротивление). Насколько они эффективны точных данных нет, т.к. эксперименты в одинаковых условиях не проводились, а субъективно немного повлияли в лучшую сторону. Ну это ладно, авось к сентябрю подготовлю самолёт для гонок и можно будет провести эксперимент.

На фото версия без развитых винглетов. Законцовки нужны как противофлаттерная мера(эффективная). А ещё они забавно свистят в полёте.

Ну вот, формулы есть, практическая задача есть. Приборы для измерения определены.
В качестве методики предлагаю измерение скорости по прямой(чем больше тем лучше), времени и радиуса виража (чем меньше тем лучше), а так-же расхода энергии на полёт(чем меньше тем лучше).
Измерение по видео показало скорость до 23м/с при полёте по большому кругу. Время виража предельное 1,8 секунды при радиусе 3 с небольшим метра, точнее не определить по видео. Можно оттолкнуться пока от этих данных.

Ваш ход.

 

[АНАТОЛИЙ]

Подкину ещё ... на вентилятор искателям Абсолютно Прозрачной Истины,однако не просто так...
Наука не стоит на месте, и вот что написал 30 лет назад д.т.н. проф. Г.А. Колесников в своём учебнике для ВУЗов "Аэродинамика Летательных Аппаратов":
Посмотреть вложение 512877 Посмотреть вложение 512878Посмотреть вложение 512879

Посмотреть вложение 512880

Из чего следует, что не всё так просто с индуктивным сопротивлением! Но понятно, на него влияет и форма законцовок, и всякие приспособы для воздействия на концевые вихри, И почему у Циммерман получал при продувках круглых в плане крыльев столь удивительные результаты !
"...но трудно разобраться,
где ясно, где туман,
в потоке информации похожей на обман..." (с)
Поэтому, меня вполне устраивает формула Cxi=Cy**2/пи*Л(1+б)
🤓

Меня тоже вполне устраивает эта формула, которой я не пользовался, т.к. проще сделать и облетать, чем измерить и посчитать. Собственно сделал и получилось то что получилось. Теория без практики мертва и бесплодна, потому предлагаю взять за основу данные моего крыла и рассмотреть все эти формулы без отрыва от реальности.

 

[Anatoliy.]

Ну конечно бензопила лучше чем топор, но когда нет бензопилы и есть топор выбирать не приходится.

Вы осмелились с таким набором инструментов осилить аэродинамику?

Из инструментов в моём арсенале секундомер, глазомер и прибор для измерения ёмкости батареи.

Не кажется ли Вам, что это не соответствует поставленной задаче?
Всё что Вы сможете с этим примитивным набором это как то оценить общее сопротивление своей модели.

В противовес Вашему подходу, исследователи прибегают к другому арсеналу измерительных инструментов, методик и обязательно привлекают к работе метрологов, которые могут оценить правомерность того или иного результата измерения.

 

[Anatoliy.]

Теперь можно и к формуле перейти.

Можно и перейти к формуле.
А можно и посмотреть что об индуктивном сопротивлении написано в авиационной литературе.
Вот например:

Или вот что сказал уважаемый в авиационных коридорах человек:

И теперь скажите мне в чем я противоречу в части индуктивного сопротивления?
Вашему упрямому незнанию или изложенному в аэродинамических науках?
Покажите на тех векторных картинках где там вьются концевые жгуты, где там проявляется свойства профиля крыла и каким образом влияет угол атаки крыла при условии, что надо создать требуемую подъемную силу.
А вот следы импульсной теории или скос окружающей среды там однозначно проявляется.
Что будем делать?
Будете настаивать, что надо бороться со следствием появления подъемной силы в виде сходящих вихрей с кончиков крыльев или приписывать причину появления индуктивного сопротивления тем вихрям?

Поскольку индуктивное сопротивление есть векторная величина, то потрудитесь представить на обозрение свою версию вектора индуктивного сопротивления. ,
Откуда он взялся и из чего и на что он индуцируется? И вообще, почему эту компоненту сопротивления назвали индуктивным сопротивлением?

Жду с нетерпением.