Самолет Болдырева (с колеблющимся предкрылком)

[argentavis]

грохот сменился мощным низкочастотным гулом,и уровень шума снизился до 90 дБ.

Ну низкочастотный звук самый энергоёмкий. Вспомните устройство звуковых колонок. Мощность колонки определяется по низкочастотной головке. Среднечастотные головки в несколько раз меньше по мощности, а высокочастотные на порядок.

Так что определять шумность на слух это субъективно. Даже в глушителях основная задача заглушить низкочастотные колебания, так как высокие и средние частоты глушатся относительно легко.

Низкочастотный гул это ещё и вибрации и резонансы частей крыла и необходимо его снижать

Вот так бы я не делал точно, а отформовал бы соответствующие обшивки переменной толщины из углепластика.

Это конечно правильно, но поскольку это экспериментальное устройство и можно быть уверенным, что этот предкрылок далеко не последний, было бы правильно перед тем как выбросить этот поэкспериментировать и с тем что я предлагаю. Тогда будет яснее что делать дальше, и как. Надо выжимать из существующих деталей всё, что бы не делать лишнего, и не вгонять себя в большие затраты времени и средств. Да и не много массы добавится. Можно с меньшей частотой получить больший эффект.

На счёт обшивок! Не нужно делать обшивку с двух сторон(самолётный подход ;D). Лучше на тонкую пластину (допустим тонкий стеклотекстолит 1-0,5 мм) с двух сторон наклеить клиновые нервюрки, которые придадут плоской пластине необходимую жесткость у трубы и упругую гибкость на кромке. А чтобы она гарантировано не задевала при прогибах сделать предкрылок немножко короче, и массы на конце будут меньше.

Кстати какой минимальный зазор получается при вибрации?

-й вариант предкрылка,показанный выше на фото,имел достаточно гибкую конструкцию,в которой обшивки изрядно деформировались при работе,и при частоте >25 Гц весь зазор (7 мм) у конца предкрылка выбирался. При работе системы шум стоял изрядный. 

Можно ещё попробовать сотовый поликарбонат. http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1230850796/2850

Я из него лопасти на ветряке делал. если приглядеться можно увидеть что одна сторона листа срезана, а перегородки подрезаны клином. Задняя кромка получается в один слой, гибкая на конце. Как веер работает очень хорошо. На этом принципе колесо и работает.

Т.е. вы полагаете,что в данном случае,вихри в конечных точках траектории не образуются? 

Образуются, но характер их другой. Образуется один, большой и именно в конце, и с большей поступательной кинетикой а не с вращательной, а не множество мелких, по всей дуге маха, взаимно уничтожающих друг друга.

 

[DesertEagle]

Это неверно! Нужно брать амплитуду,иначе не сходится с опытами Болдырева никак! И с моими,тоже! 

Пожалуй, соглашусь. Я наконец скачал остальные работы Болдырева и везде у него y0 фигурирует как угловая амплитуда, то есть половина общего угла махания предкрылком.

 

[slav]

Ну низкочастотный звук самый энергоёмкий\\\\\\\\\ взаимно уничтожающих друг друга.

[highlight]Это в данном случае мизер, вот даже комар не расстраивается по поводу потерь на весьма уже высокую частоту его взмахов[/highlight]!!! 😉

 

[KAA]

[

Да и не много массы добавится

Вы даже не представляете, насколько остро стоит проблема балансировки этого агрегата! 10 г на задней кромке-уже проблема-каким образом добавить 100 г на передней!

Не нужно делать обшивку с двух сторон(самолётный подход ). Лучше на тонкую пластину (допустим тонкий стеклотекстолит 1-0,5 мм) с двух сторон наклеить клиновые нервюрки, которые придадут плоской пластине необходимую жесткость у трубы и упругую гибкость на кромке. А чтобы она гарантировано не задевала при прогибах сделать предкрылок немножко короче, и массы на конце будут меньше.

Такая конструкция без замкнутого контура абсолютно не будет работать на кручение,и разлетится уже при 10Гц! Жизнеспособна конструкцмя имеющая основной замкнутый контур и некоторую свободную пластину-продолжение замкнутых обшивок сзади.Такую конструкцию я хочу применить на летающей модели-демонстраторе.
Удельный вес стеклотекстолита -1,9-2 г/см[sup]3[/sup], а углепластика 1,5-1,6 г/см[sup]3[/sup]. 😉
Тяга зависит от хорды предкрылка в 3-й степени,и уменьшать её явно не стоит! И,самое главное-ШУМ ХЛОПАЮЩЕЙ НЕПОДКРЕПЛЁННОЙ ОБШИВКИ! 107дБ-это цифра не с потолка,а измеренная прибором. Это-примерно работающий на полном газу Ротакс-503 (с винтом) со стороны выхлопа! При потребляемой мощности всего 200 Вт!!! 😱 Что будет,когда мощность устройства составит десятки кВт? 😱 Слушая в ночной тишине приближающегося ко мне комара,я осознал,что крылья насекомых грохочут примерно так же ,учитывая их ничтожную мощность. Но такие устройства не нужны практически (Разве что для разгона толпы демонстрантов с воздуха)

Ну низкочастотный звук самый энергоёмкий

Пусть так,но он легче переносим человеками ;D

 

[argentavis]

;D

 

[henryk]

Жизнеспособна конструкцмя имеющая основной замкнутый контур и некоторую свободную пластину-продолжение замкнутых обшивок сзади.Такую конструкцию я хочу применить на летающей модели-демонстраторе.

-достаточна ли получилась тяга,чтобы тянула летающую модель
\какие размеры?\.

=казалось бы,что активный предкрылок=самая простая система
колебательного привода!

 

[KAA]

Условно,моя продувочная модель могла бы лететь,если бы весила 2,4 кг. Но только предкрылок весил 3. ;D
Но я могу расчитать теперь требуемые параметры для летающей модели.

 

[KAA]

=казалось бы,что активный предкрылок=самая простая система
колебательного привода! 

Это каким образом?

 

[henryk]

=казалось бы,что активный предкрылок=самая простая система
колебательного привода! 

Это каким образом?

-"казалось бы"=на первый взгляд=гармонические колебания небольшой площадьи=проще чем махать по сложной траектории всем полукрылом...

-но есть способ ещё проще=колебать по вертикали всем крылом в противофазе с колебаниями пилота-подвески!

 

[argentavis]

=казалось бы,что активный предкрылок=самая простая система
колебательного привода!

На самом деле не всё так просто!
Это ещё одна попытка разделить движитель и несущую плоскость. Хотя взаимное положительное влияние предкрылка и крыла на тягу и подъёмную силу предполагается, всё таки очевидно, что движителем здесь является предкрылок, и главная задача заставить его правильно работать.

То что машущее крыло работает именно благодаря своим свойствам упругой гибкости его элементов, а веерный мах такой же гибкости на задней кромке это так же очевидно. Достаточно присмотреться к природным аналогам.

Но я хочу сейчас обратить внимание уважаемого КАА на одну маленькую деталь!

Ещё раз рассмотрим работу веера описаную мной выше.

Если виртуально вычленить гибкую заднюю часть кромки, то можно рассматривать её, как отдельную машущую плоскость с плоскопаралельным махом, которая меняет углы атаки при смене фаз.
  А это совсем небольшая часть предкрылка, примерно десятая часть, а вся остальная плоскость от носка до гибкой части является паразитной.
Я думаю, что если на трубе сделать консоли, на которых будет крепиться на упругих подвесках узкое крылышко,  то при тех же существующих габаритах такой предкрылок будет работать эффективнее, как крыло с плоскопаралельным махом.


Ну и подведём черту.
Получается что в данном случае движитель здесь имеет очень маленькую омахиваемую площадь, сравнимую с винтовым движителем. При том, что всё куда сложнее и ненадёжнее. Становится ясно, что такой движитель явно проигрывает винтовому.
Стремление к миниатюризации машущего движителя для относительно большого ЛА, нивелирует все его преимущества. Ведь именно благодаря большой омахиваемой площади и массе отбрасываемого воздуха машущее крыло может иметь (хотя для многих это не очевидно) больший КПД чем у винтового движителя!

Ну и в продолжение этой мысли...
Если предкрылок такого же размера заставить работать в режиме плоскопаралельного маха с амплитудой в несколько его хорд, то при соответственно меньшей частоте махов (

argentavis писал(а) Сентябрь 03-е 2011 :: 18:36:33:
Ну низкочастотный звук самый энергоёмкий

Пусть так,но он легче переносим человеками 

)
КПД движителя будет выше

 

[KAA]

-"казалось бы"=на первый взгляд=гармонические колебания небольшой площадьи=проще чем махать по сложной траектории всем полукрылом...

Вот именно! А главное-это реально!

-но есть способ ещё проще=колебать по вертикали всем крылом в противофазе с колебаниями пилота-подвески!

Упаси боже! Это ж пытка! Ни за что не сяду в такой аппарат,а вот его изобретателя поместил бы в него принудительно. Минут на 20! ;D

 

[KAA]

@ argentavis
Колебания жёстких и гибких пластин в жидкости описаны ещё в старой работе Е.Д. Сорокодума,имеющейся в и-нете. Надо будет перечитать,там есть сравнение.
Также испытания колеблющихся пластин проводил участник форума ВВП, они описаны выше.

Я думаю, что если на трубе сделать консоли, на которых будет крепиться на упругих подвесках узкое крылышко,то при тех же существующих габаритах такой предкрылок будет работать эффективнее, как крыло с плоскопаралельным махом.

Возможно, но только при низкой частоте (10-15 ГЦ) больше не выдержит. И вес,и момент инерции такой конструкции будут очень велики.

Получается что в данном случае движитель здесь имеет очень маленькую омахиваемую площадь, сравнимую с винтовым движителем. При том, что всё куда сложнее и ненадёжнее. Становится ясно, что такой движитель явно проигрывает винтовому.

Проблема в том,что тяга снимаемая с единицы [highlight]ометаемой [/highlight]площади значительно меньше. Но зато с единицы мощности- даже больше! 😉
И потом, речь идёт о системе- движителе вкупе с крылом! А это-уже другая история.

 

[argentavis]

Но зато с единицы мощности- даже больше!

Осталось только подтвердить это экспериментально! 🙂

 

[KAA]

Уже почти подтвердил. 3-3,7 кг/кВт потребляемой мощности!Осталось снять внешнюю характеристику эл. двигателя и определить его КПД при данных режимах!

 

[henryk]

почти подтвердил. 3-3,7 кг/кВт потребляемой мощности!

=как для начала=НЕПЛОХО!

ЗЫ=не смотрели\микрофон+осциллограф\ спектра шума движителя?=основная или высшие гармоники?

"Ни за что не сяду в такой аппарат,а вот его изобретателя поместил бы в него принудительно. Минут на 20!"

-а как Вы переносили такую пытку в младенчестве\наверно
качались на качелях\?!

-я уже на старости лет с большим удовольствием качался на почти 10-метровых качелях=их повесил на высоком дереве МДП
-шник около Гамбурга...у него мы впервые видели полные петли
на МДП !

-также недавно прыгал на резиновых больших "рогатках"
\ок.5м\=запросто получал амплитуду в пару метров...

 

[argentavis]

Уже почти подтвердил. 3-3,7 кг/кВт потребляемой мощности!

А как изменяется тяга с ростом скорости набегающего потока?
На сколько я понял, вы делали измерения в аэродинамической трубе?

 

[KAA]

Это измерить не удалось. При увеличении скорости потока  от 10 до 20 м/с, начался "флаттер" предкрылка и от этого пункта программы пришлось отказаться. 🙁

 

[argentavis]

Мдя-я-я! Похоже это серьёзная проблема. Ведь при набегающем потоке, происходит прогиб предкрылка от возникающей подъёмной силы в крайних точках, и наступает резонанс.
И какую бы прочность несущей трубы не задавать, всё равно найдётся режим, когда этот резонанс наступит.
Можно конечно сделать промежуточные шарниры с дополнительными консолями, но ясно, что это повлечет за собой целый шлейф изменений связаных с усилением и утяжелением конструкции.

Это ещё один аргумент в пользу упруго-гибкой плоскости предкрылка.

Если предкрылок будет гибким, то площадь на которую будет воздействовать набегающий поток будет меньше (в основном у носка), и этот эффект будет проявляться соответственно меньше.
Тяга, судя по всему будет быстро падать с ростом скорости встречного потока! 🙁

Но каринальным решением этой проблемы считаю применение плоскопаралельного маха предкрылком на качающихся конслях, с упругим подвесом предкрылка. Приводной вал можно разместить в носке основного крыла а наружу вывести только консоли, а поскольку в данном случае это высокочастотная колебательная система, то в носке у каждой консоли необходимы резиновые отбойники, жесткость которых нужно будет подобрать исходя из условий резонанса на расчётной частоте.  🙂

 

[henryk]

применение плоскопаралельного маха предкрылком на качающихся конслях, 

as a propulsion device, the flapping-wing design is about 60 percent more efficient than rotory-wing designs of the same size.

iz=

http://www.ahrta.com/about_us/

a dlia liubitieliej serioznoj raboty spisok rabot=

http://www.ahrta.com/research/

 

[argentavis]

as a propulsion device, the flapping-wing design is about 60 percent more efficient than rotory-wing designs of the same size.

iz=

http://www.ahrta.com/about_us/

a dlia liubitieliej serioznoj raboty spisok rabot=

http://www.ahrta.com/research/

Ну вот и дождались! Наконец этой темой занялись и серьёзные ученые. 🙂 Значит она того стоит.