http://www.youtube.com/watch?v=zsYotqndzTg
http://www.youtube.com/watch?v=SZBxTsWnLeU
Софт для проектирования парапланов
http://www.youtube.com/watch?v=zsYotqndzTg
http://www.youtube.com/watch?v=SZBxTsWnLeU
D
DesertEagle
Скорее дело в том, что на большой скорости парапланы жестко сливают жестким крыльям. Максимальное аэродинамическое качество у большинства парапланов достигается на скорости близкой к балансировочной или чуть выше, примерно на 36-38 км/час. Выше резко падает. Но не будешь же на переходе идти на 36 км/час 🙂. Приходится давить тапку, иначе сдует, на выходе из потока всегда имеется нисходняк и т.д.. Вот и получается, что "на дальность" оценивается то качество, которое используется на переходах. А оно конечно меньше максимального. К=8 единиц между термиками или на долете - это очень здорово даже для самого крутого параплана! (хотя в тестах он кратковременно покажет реальные 11). Но в принципе, я согласен - ведь интерес представляет не синтетический идеальный тест, а реальные условия эксплуатации. А тут цифры К парапланов заметно меньше, чем декларируемые производителями. Где-то 6-8 в лучшем случае, при заявляемых 8-11.
А если сравнивать полеты на дальность с горки между парапланами и дельтапланами, то это вообще некоректно! 😀 Во-первых, параплан летит медленнее и даже малейший встречный ветер его сильнее задерживает, чем дельтаплан. В итоге дельты с горок улетают дальше. Во-вторых, дельт на экране у земли пролетает весьма неслабо и поэтому касается земли опять же дальше. В-третьих, на параплане очень сильно влияет поза пилота и обтекаемость подвески. Поэтому разброс расстоянией куда садится параплан с горки, получается очень большим. От К=4 до К=8 при максимальном К=9 у данной модели =). Тут скорее нужно брать максимально достигнутое парапланом расстояние за, скажем, десять-пятнадцать попыток. Какая-нибудь из них да окажется в оптимальном режиме полета. И расстояние дельтаплана за пару попыток. Потому что у дельты разброса почти нет (по крайней мере у нас при совместных полетах так получалось). И тогда если учесть силу встречного ветра, то все более менее совпадает с теоретическими цифрами.
Да, именно так все и обстоит. Аэродинамическое качество от загрузки крыла, строго говоря, не зависит. Но на маленьких нагруженных куполах скорость полета выше, поэтому вклад сопротивления пилота и строп оказывается больше, поэтому общее Cx системы растет.
К тому же маленькие крылья (<18 м2) обычно делаются с небольшим удлинением 3.5-4.7 вместо 5.5-6.5 у больших парапланов сходной компоновки. Нет, есть купола площадью 14 м2 с качеством больше 8 единиц, но они пока не получили широкого распространения. Это такие маленькие узкие стринги над головой, что не все готовы на них летать 🙂.
Выше скорость. Не складываются в принципе (в типичных погодных условиях). Очень кайфовое управление из-за того что крыло ближе к пилоту. Купол "идет" за рукой. На параплане субъективно кажется, что летит скорее параплан, а ты под ним болтаешься на веревках. А на спидглайдере кажется что летишь ты, а купол следует за тобой. Мне очччень нравится летать на спидиках... Единственное из тряпочной авиации, что по ощущениям приближается к ощущениям при полета на дельтаплане. Немного не дотягивает, но уже очень близко. Только пока на спидглайдерах не решен вопрос с силовой установкой, ранцевые парамоторы очень уж тяжелые чтобы с ними так бегать. Да и приземления жестче, особенно нештатные. Если на параплане я за несколько лет моторных полетов один или два раза не устоял на ногах после посадки (боковой ветер подкинул, сильный градиент ветра на зажатых клевантах и т.д.), то на спидглайдерах наверно каждый пятый вылет заканчивался опусканием на колено после касания земли. Тяжело удержать мотор на спине при вертикальной посадке с таким снижением, когда нет горизонтальной скорости для пробежки. Но это все решаемо. Зато какой полет! Почти как на дельтаплане. Только не вперед, а вниз =).
KAA
Ненавижу Солидворкс!
- Откуда
- Россия, Казань
Я не сравниваю с дельтапланами, а имел в виду соревнования на дальность при полёте с горки. Время от времени мы такие устраивали (когда ветер и термичка на нет сходили). Корректнее было бы по треугольнику слетать(так влияние восходящих/нисходящих потоков и ветра примерно компенсируется), метров с 300. И посмотреть длину пути, при известной потере высоты. Но при лебёдочных полётах до этого никогда не дойдёт. 🙁
D
DesertEagle
Да, я понял ). В любом случае, я не являюсь специалистом по тонким нюансам аэродинамики парапланов. Целью этой ветки было дать общие представления о том как можно спроектировать простенький собственный купол, который сразу более менее нормально полетит. Без грубых ошибок в аэродинамике и конструкции.
Информации об этом в интернете мало и если кто-то даже заинтересуется, то просто не знает с какой стороны к этому подступить (как я раньше). А так хоть будет понятно какие есть основные шаги.
Если интересно, то можно более подробно разобрать на каком-нибудь реальном примере. Спроектировать, так сказать, купол с нуля.
Информации об этом в интернете мало и если кто-то даже заинтересуется, то просто не знает с какой стороны к этому подступить (как я раньше). А так хоть будет понятно какие есть основные шаги.
Если интересно, то можно более подробно разобрать на каком-нибудь реальном примере. Спроектировать, так сказать, купол с нуля.
KAA
Ненавижу Солидворкс!
- Откуда
- Россия, Казань
Но вот вопрос-стоит ли это делать,если за 25 т.р. можно купить очень прилично летающий параплан именитой фирмы , в хорошем либо отличном состоянии? 😉
Очень интресно , а на конструкции спидглайда можно ?
Любой параплан можно в спидглайд перешить , из тандема вааще два получится .
D
DesertEagle
Ок, через пару дней.
Возвращаясь к теории.
Выше было описано как найти под каким углом в пространстве (к горизонту) в параплане располагаются профили, они же нервюры (через угол атаки и предполагаемое аэродинамическое качество будущего крыла). И как найти центровку, то есть точку куда сходятся все стропы и где по сути находится пилот (через центр давления профиля на рабочем угле атаки и САХ всего крыла). Для полного построения геометрии купола, например при написании собственного софта для проектирования парапланов, не хватает еще четырех вещей: как правильно учесть при отрисовке крутку крыла, как построить плоские развертки панелей, как учесть матрасность секций и как нарисовать строповку.
КАК УЧЕСТЬ КРУТКУ.
Угол каждой секции при отрисовке нужно постепенно увеличивать на величину положительной геометрической крутки. Крутку между секциями лучше всего интерполировать согласно арочности или пропорционально хорде текущей секции (оба варианта как правило близки). Простую линейную интерполяцию угла между центральным и ушным следует использовать только в крайнем случае, иначе распределение углов атаки по размаху будет не совсем соответствовать тому, под какими углами обдувается каждая секция.
Формула линейной интерполяции: t = (x - L) / (R - L), f(t) = (1 - t)*f(L) + t*f(R), где t - коэфф. интерполяции для текущей секции x, L и R - левый и правый предел изменения того с чем сравниваем, f(L) и f(R) - левый правый предел того что должно получиться.
Для интерполяции пропорционально арочности, формула приобретает вид:
t = (a_curr-a_root)/(a_tip-a_root)
AoA = (1-t)*AoA_center + t*(AoA_center+AoA_Twist)
здесь
t - коэфф. 0..1,
a_curr - угол арочности текущей секции (угол между горизонтом и отрезком на кривой арочности от пред. секции до текущей),
a_root - угол арочности в центральной секции,
a_tip - угол арочности на последней ушной секции,
AoA - угол текущей секции относительно горизонта (под таким углом надо рисовать текущий профиль),
AoA_center - угол отн. горизонта центральной секции (тот что задаем например в Surfplan и кот. находится через аэродин. качество и реальный угол атаки отн. потока), напр. 0 град.
AoA_twist - величина крутки, напр. 5 град
Интерполяция пропорционально хорде будет выглядеть, соответственно так:
t = (chord_curr-chord_root)/(chord_tip-chord_root)
AoA = (1-t)*AoA_center + t*(AoA+AoA_Twist)
где
chord_curr - длина текущей хорды
chord_root - корневая хорда
chord_tip - концевая хорда
Остается только повернуть каждый профиль перпендикулярно кривой арочности, чтобы каждая нервюра соединяла верхнюю и нижнюю поверхность, и крыло в пространстве построено. Ну или каждый треугольничек нервюры повернуть вдоль направления строп, если делает однослойный параплан.
КАК ПОСТРОИТЬ ПЛОСКИЕ ВЫКРОЙКИ
Каждый профиль состоит из большого числа точек. Если использовать один профиль по размаху, только меняя его размеры, т.е. масштабируя - растягивая, сжимая и т.д., чтобы поместить профиль в форму крыла (а также уменьшая толщину к ушам). То можно просто пройтись последовательно по всем точкам профиля, строя следующую картинку:
Как видно из рисунка, мы просто соединяем в треугольники каждые две последовательные точки на соседних профилях. Получаются два треугольника ABC и CBD с общей стороной CB. Треугольники по своей природе плоские фигуры, поэтому какую бы форму ни принимали и где бы ни располагались два соседних профиля, мы можем сделать плоскую развертку панели, всего лишь нарисовав на плоскости эти два треугольника, сохраняю их общую сторону CB. Длины остальных сторон и углы легко находятся из геометрических построений, так как нам известны координаты точек и расстояния между ними (в частности, длины AB и CD). Подробнее алгоритм реализации на языке FORTRAN есть на сайте http://www.laboratoridenvol.com/paragliderdesign/flatdevelopment.ru.html#3. Также алгоритм развертки можно взять без изменений из Javascript исходников программы SingleSkin.
КАК УЧЕСТЬ МАТРАСНОСТЬ
Секции параплана надуваются как матрас, но линии передней и задней кромки крыла не меняют свою длину, так как заданы в геометрии проекта. Поэтому нужно увеличить ширину в середине каждой плоской панели, чтобы в трехмерном пространстве секции могли надуваться, но при этом передняя и задняя кромка каждой панели не изменили свою длину.
Можно попытаться найти точное значение как нужно исказить панели, так как вздутие секций происходит по кривой близкой к окружности. Но из-за того, что стропы растягивают купол по размаху (см. выше), то эти окружности немного выполаживаются. Нужно учитывать также разное распределение подъемной силы как по размаху крыла, так и вдоль хорды кадой секции. А это тянет за собой разную нагрузку на каждой стропе, т.е. силу с какой эта стропа тянет ткань. Да еще стропы каждая тянет под разными углами согласно каскадам и ярусам. Поэтому точный расчет представляет некоторую трудность.
Но эмпирически на основе летающих парапланов, можно вывести упрощенный подход к учету матрасности секций. Он отлично работает и в общем-то большинство (если не все) конструкторы его и используют. Принцип должен быть понятен из рисунка:
То есть мы просто увеличиваем ширину каждой плоской секции, выведенной из плоских треугольников выше, на некоторое эмпирическое значение. Причем делаем это на некоторых расстояниях от передней кромки (LE) и задней кромки (TE). Увеличивая или уменьшая эти значения, а также сдвигая отступы от начала и конца панели, можно подобрать идеальную матрасность под конкретное крыло.
Как правило, используются стандартные значения: ширина секции увеличивается на 6% по сравнению с плоской разверткой, от передней кромки отступ 10%, от задней 15%. Эти значения нормально работают на большинстве куполов. Подробнее можно почитать например тут или в любой литературе по парапланам.
Теперь по контуру нужно добавить еще отступ на шов, допустим 1.5 см вокруг всей панели. И выкройка готова, можно ее печатать на принтере.
ПОСТРОЕНИЕ СТРОПОВКИ
Я не знаю как строится строповка в фирменных программах, интуитивно кажется, что каждая стропа под нагрузкой принимает такое положение в пространстве, чтобы отходящие от нее вторичные стропы имели одинаковые углы. Это легко просчитать в двухмерном случае, когда стропы расходятся буквой Y, но когда в одну стропу сходятся много строп от разных точек с разными координатами, то расчет через равные углы становится очень сложным.
Я применил более простой способ (возможно он в итоге совпадает с вариантом по равным углам). Идея вот в чем. Сколько бы ни было точек (петелек на куполе), можно найти среднюю точку между ними. И провести силовую стропу к ней. Средняя арифметическая точка как бы заменяет собой все точки в пространстве, поэтому это корректно, основная силовая стропа должна "смотреть" на нее. А потом можно просто укоротить получившуюся линию как отрезок, и соединить получившийся кончик отрезка линиями с каждой точкой на куполе. Рисунок поясняет сказанное.
То есть находим координаты средней точки как простое среднее арифметической по каждой координате, в примере на рисунке с 4 точками получается: x = (x1+x2+x3+x4)/4. Аналогично по y и z.
И рисуем линию от положения пилота (x0,y0,z0) до найденной средней точки (x,y,z).
Есть формула укорачивания отрезка, если известны его начало и конец, а также знаем в каких пропорциях хотим его укоротить. Допустим, чтобы нижняя часть относилась к верхней как 8:1, т.е. была в 8 раз длиннее, чем верхняя (формулу нужно применить к каждой координате x,y,z: ): x' = (x0+L*x)/(1+L). Где L - пропорция между нижней и верхней частью отрезка, в данном случае L=8 (пропорция L=8:1 с нарисованным рисунком не совпадает! это только пример).
В итоге получаем координаты конца нижнего яруса (x',y',z'), от которого просто соединяем линиями с каждой петелькой на куполе. Делить отрезок можно в процентах, допустим чтобы нижний ярус был 55% от общей длины до купола. Или задав точное значение, например длину 50 см для свободных концов. Достаточно лишь пересчитать это в пропорции, с какими хотим разделить отрезок.
Этот принцип применяется к каждому ярусу последовательно. То есть чтобы нарисовать в пространстве передний свободный конец, надо от точки схождения строп (положения карабина) провести отрезок к средней точке всех петелек А-ряда на всей половине крыла! Потом после укорочения длины этого отрезка, от его кончика надо провести линию к средней точке, касающейся всех петелек в текущем ярусе. И так далее.
Аналогично можно объединять разные ряды, например в трехрядных концах A, B, CD нужно C и D объединить в верхнем ярусе в одну стропу и подвести ее к заднему свободному концу.
Ну, вроде и все. Этих знаний достаточно, чтобы написать собственную программу для проектирования парапланов. В нее можно добавить фич вроде уменьшения ширины секций ближе к ушам и тому подобные нюансы, но основы построения геометрии не меняются. Как пример реализации всего вышесказанного, можно посмотреть исходники программы SingleSkin, основной код которой написан на Javascript. Пояснения в комментариях в коде на русском языке.
