Уменьшенный прототип самолета

[daredevil]

Найдите пока в файлообменнике статью
Е.М. Золотько Приращение от обдувки.

-Она у меня есть в личном архиве. И другие. Я интересовался вопросом.

Мои выводы:
1) Величина прибавки подъёмной силы - доля от величины силы тяги. Никакие не разы.
2) В случае обдувки винтами эффект суперциркуляции аддитивен, а не кооперативен по отношению к циркуляции. То есть обдувка на стоянке и обдувка при разбеге дают примерно одинаковую дополнительную подъёмную силу.

Оба вывода, в общем, вполне предсказуемы исходя из закона сохранения импульса.

Опровергните хотя бы первый вывод. Одним примером. Или признайте, что ошиблись насчёт "в разы".
Я не намерен открывать каждую статью и находить, что там нет "в разы". Я также не оспариваю улучшение взлётных характеристик при обдувке. Я оспариваю только ваше "в разы", которое способно создать у читателя ложное представление о том, как можно взлетать (например, как на моём рисунке выше).

Или признаёте ошибку (КМК достойный выход), или приводите пример "в разы" (КМК противоречащий законам сохранения), или получаете техническое поражение в дискуссии (которую я не намерен превращать в грязный спор).

 

[JohnDoe]

- Там нет про энергетическую цену энергетической механизации (пардон за тавтокаламбур) и вообще про качество.

Вот здесь есть про Cy/Cx и ещё:
На стр 246 написано, что для самолета, у которого 1/6 части крыла обдувается - прирост подъемной силы на взлете 16,5%.

- казалось бы: обдуем всё крыло - получим грубо +100%. Но чтобы обдуть всё крыло в том же режиме, потребуется в 6 раз больше тяги. И тогда нафига обдув: можно взлетать вертикально 😉

Я сам задумывался о такой схеме вертикального взлёта (коль скоро подъёмная сила от обдува может в разы превышать тягу):
Посмотреть вложение 436940
Но нет. Это опять про Мюнхгаузена. Потому что не в разы. Для вертикального взлёта нужно иметь тяговооружённость >1 и дуть выгоднее строго вниз. Что все и делают. Отклонение струй от винтов всякими средствами - способ в режиме висения держать фюзель горизонтальнее без поворота движков - но он имеет цену в смысле потерь.

Распределённая электротяга - да, позволяет задержать наступление срыва при уменьшении скорости (вообразим, что будет при отказе одного из движков). Но что касается подъёмной силы - не факт, что малоинтенсивный обдув всего крыла даст сильно бОльшую прибавку, чем интенсивный обдув 1/6. При одной и той же мощности на винтах.

Там есть графики зависимости роста ПС от объема/массы обучающего воздуха. Это впрямую связано с энергозатратами.
Насколько я понял, в приведенной вами ссылке рассматривается обдув крыла як-52/50. Для других вариантов сии выводы могут(и будут) не верны.
Чтобы обдуть всё крыло можно вместо одной большой и мощной ВМГ разместить по размаху массив из мелких/маломощных. Так поступили немцы какие-то, только у них массивы толкающие(на задней кромке) и отклоняющиеся для взлёта. Где-то на форуме мелькал девайс в Веберовских топиках. Но здесь не обдув, а скорее отсос(сорри😁) Обдув будет поэффективней, КМК. Можно ещё арочное крыло/крыло Кастера вспомнить. Из нашей когорты.
На Вашей схеме ось винта нужно вынести либо сильно над крылом, чтобы весь поток от винта шел над крылом(ещё бы и с зазором), либо опустить под крыло, чтобы поток шел под крылом(тут насчёт зазора не уверен, но вполне возможно тоже не помешает)
Для взлёта выгоднее всего, по энергозатратам/мощности, отбрасывать большую массу с меньшей скоростью, чем малую массу с большой. Так работают эжекторы, редуктор+ВВ/НВ большого диаметра. Примерно этим, родственным занимается и обдув крыла.
Распределённая облачка даст бОльший прирост, т.к. площадь контакта ускоренных потоков с тур.средой много больше площади контакта одной "толстой" струи. Следовательно будет выше присоединенная масса = выше прибавка в тяге/ПС.
ИМХУ

 

[daredevil]

Для взлёта выгоднее всего, по энергозатратам/мощности, отбрасывать большую массу с меньшей скоростью, чем малую массу с большой. Так работают эжекторы, редуктор+ВВ/НВ большого диаметра. Примерно этим, родственным занимается и обдув крыла.

- Разница между обдувом секции крыла и всего крыла - примерно как разница между полётом на крыльях малого и большого удлинения. И да, это имеет отношение к соотношению импульса и энергии (в случае винта - энгергии струи, в случае крыла - энергии скошенного потока). Но различия (если не брать случаи, близкие к граничным) - опять же доли, а не разы.

 

[JohnDoe]

- Разница между обдувом секции крыла и всего крыла - примерно как разница между полётом на крыльях малого и большого удлинения. И да, это имеет отношение к соотношению импульса и энергии (в случае винта - энгергии струи, в случае крыла - энергии скошенного потока). Но различия (если не брать случаи, близкие к граничным) - опять же доли, а не разы.

Все зависит от реализации. Бурановский двиг с винтом, условно, 1,5 метра выдает тягу 70кгс(на Арго-02), а он же на вертолёте Артемчука с НВ в 6+ метров поднимал вертушку в 115кг плюс тушку пилота(где-то бродили фотки такой версии вертушки) Т.е. РАЗА в два минимум прирост имеем. С обдувом может быть похожая ситуация. Если задаться целью именно получить взлёт, то вполне можно её достичь. Другие применения обдува крыла натыкались на неизбежный компромисс между УВП и, скажем, крейсерской скоростью, дальностью и т.д. Тут тоже нужно плясать от того, чем и в каких объемах можно жертвовать ради вертикали. А абстрактно можно спорить до посинения и оставаться правым обоим.😁
ИМХУ

 

[daredevil]

Бурановский двиг с винтом, условно, 1,5 метра выдает тягу 70кгс(на Арго-02), а он же на вертолёте Артемчука с НВ в 6+ метров поднимал вертушку в 115кг плюс тушку пилота(где-то бродили фотки такой версии вертушки) Т.е. РАЗА в два минимум прирост имеем.

Мы имеем разницу тяги в 2 раза при разнице ометаемой площади в 16 раз, при этом мы перешли от пропеллера к ротору, который не подходит самолёту уже не только по габаритам, но и по возможности адаптации шага к скорости движения. Для самолётного режима предельным диаметром будет примерно такой, как у Летавшего-как-то-раз (пожалуй, даже меньше).

Как бы то ни было, вы подтвердили, что вы правы и я прав)), смотря что считать граничным случаем. А насчёт малой разницы при обдуве 1/6 и 1/1 я был неправ: будет больше в 2+ раза.

С обдувом может быть похожая ситуация.

- С обдувом мы имеем некую ометаемую винтами площадь и соответствующую ей тягу на единицу мощности. Сконвертировать эту тягу в дополнительную подъёмную силу по обменному курсу "в разы", просто установив крыло в потоке - КМК невозможно. Жду подтверждения примером, что возможно))

 

[JohnDoe]

С обдувом мы имеем некую ометаемую винтами площадь и соответствующую ей тягу на единицу мощности. Сконвертировать эту тягу в дополнительную подъёмную силу по курсу "в разы", просто установив крыло в потоке - КМК невозможно. Жду подтверждения примером, что возможно))

Согласно формуле подъемной силы возможно😉
Увеличим скорость набегающего потока вдвое при неизменных прочих и ПС вырастет вчетверо. Как мы увеличим скорость набегающего потока: разгоняя крыло вместе с самолётом или обдувая его винтом "персонально" для формулы значения не имеет.😁
ИМХУ

 

[KAA]

Имеет. За винтом-закрученный поток с переменным углом атаки.

 

[JohnDoe]

Имеет. За винтом-закрученный поток с переменным углом атаки.

Речь про формулу.
За соосной ВМУ(упоминал ранее) условно "раскрученный".
Винт не единственный вариант. У меня лет 15-ть бродит дураЦкая идея про центральный компрессор и выдув/обдув из "предкрылка на пилоне" перед и над лобиком всего крыла. Ещё, как вариант, в довесок к этому отсос тем же компрессором погранслоя/воздуха с задней кромки/перед закрылком. Именно для "городской леталки". Снаружи никаких "ногорезок" и прочих сектир-башка.😁
ИМХУ

 

[daredevil]

Как мы увеличим скорость набегающего потока: разгоняя крыло вместе с самолётом или обдувая его винтом "персонально" для формулы значения не имеет.

- Ага. И вот как в итоге должно выглядеть крыло:

На самом деле имеет значение, потому что формула не учитывает распределения скоростей. IRL на поверхности крыла (пограничный слой) скорость около 0, а на бесконечном удалении от крыла при движении она равна u, а при обдуве стационарного крыла - опять же 0. А где-то между поверхностью крыла и бесконечным удалением она в случае стационарного крыла принимает отрицательное значение: имеем вихрь, поддерживаемый пропеллерчиками. И какую скорость брать в формулу?))

Если же рассматривать приращение импульса в вертикальном направлении - то движущееся крыло вызывает скос потока большой массы воздуха, а обдуваемое маленькими струйками - малой массы.

А чтобы вызвать движение такой же массы воздуха, какую скашивает движущееся крыло - потребуется мощность, соответствующая тяговооружённости >1. Даже >>1, если наше крыло имеет классический профиль и скашивает несильно. Хотя это всё неочевидно и возникает соблазн думать: в разы. И рисовать такие концепции АВВП, как я нарисовал на предыдущей странице))

 

[JohnDoe]

- Ага. И вот как в итоге должно выглядеть крыло:
Посмотреть вложение 436957

На самом деле имеет значение, потому что формула не учитывает распределения скоростей. IRL на поверхности крыла (пограничный слой) скорость около 0, а на бесконечном удалении от крыла при движении она равна u, а при обдуве стационарного крыла - опять же 0. А где-то между поверхностью крыла и бесконечным удалением она в случае стационарного крыла принимает отрицательное значение: имеем вихрь, поддерживаемый пропеллерчиками. И какую скорость брать в формулу?))

Если же рассматривать приращение импульса в вертикальном направлении - то движущееся крыло вызывает скос потока большой массы воздуха, а обдуваемое маленькими струйками - малой массы.

А чтобы вызвать движение такой же массы воздуха, какую скашивает движущееся крыло - потребуется мощность, соответствующая тяговооружённости >1. Даже >>1, если наше крыло имеет классический профиль и скашивает несильно. Хотя это всё неочевидно и возникает соблазн думать: в разы. И рисовать такие концепции АВВП, как я нарисовал на предыдущей странице))

Да, в одном из вариантов так и должно😁 Можно ещё, по примеру А.Коандэ , над винтами разместить щиток также с зазором и с хордой такой, чтобы задняя кромка щитка доходила до 1/3 основного/обдуваемого крыла.
На бесконечном удалении от движущегося крыла скорость окр.среды как раз равна нулю, КМК. Или я не понял Вашу мысль(я вполне себе диванный аэродинамик)
Ща вновь крамолу скажу: кроме массы отбрасываемой есть ещё и Бернулли (началося!)😉

 

[дима043]

В итоге приходим к смыслу этой темы. Для инвесторов и заказчиков нужен действующий демонстратор технологии. Реально летающий и в не слишком модельном масштабе а в сопоставимом с тем что будут реализовывать. Собственно прототипы фирм Сикорский и Белл для этого и создаются.

Армия США выберет новый вертолет на замену UH-60 Black Hawk - Aviadrive

Армия США объявила тендер FLRAA (Future Long Range Assault Aircraft, перспективный штурмовой летательный аппарат большой дальности) на создание скоростного многоцелевого винтокрылого летательного аппарата.

aviadrive.ru

 

[KV1237542]

До понедельника.

 

[KAA]

У меня лет 15-ть бродит дураЦкая идея про центральный компрессор и выдув/обдув из "предкрылка на пилоне" перед и над лобиком всего крыла. Ещё, как вариант, в довесок к этому отсос тем же компрессором погранслоя/воздуха с задней кромки/перед закрылком. Именно для "городской леталки". Снаружи никаких "ногорезок" и прочих сектир-башка.😁

ЭКИП? 🤓

Летательный аппарат ЭКИП - русское НЛО

«Русское НЛО» именно так назвали за границей отечественный экранолет «ЭКИП», в основе которого было заложено немало оригинальных конструкторских решений. К числу основных достоинств данного типа летательных аппаратов-амфибий относят экономичность, экологичность, безопасность полетов и что самое

topwar.ru

Чё мечтать-то? Просчитайте потребную производительность компрессора и мощность его привода.😉

 

[летавший, как то раз)))...]

Вы с Евгением Афанасьевичем Мелентьевым не были знакомы?
Не помните, какая центровка была у Фармана, и размеры и вес. И угол установки горизонтального оперения и крыла?

Вроде что то знакомое... Но что то такое яркое - не запомнилось, напрямую не знакомы, да и давно это уж было.
По Фарману - тоже не могу ничего сказать, это для меня было как "периодика", сделал и забыл, только воспоминания и остались. Всё что наработал, осталось в Джизаке, в авиамодедльном, когда в 1984 году переехали Челябинскую область.

Чертежи не из Моделиста брали - их опубликовали только в 1984 г. Из польского журнала брали? Фото именно Вашей модели Фармана можно посмотреть?

Верно, в Моделисте их небыло за тот период, но руководитель регулярно приносил польский " Modelarz", ему их присылали с Москвы. Он то и подбросил мне идею с Фарманом. Но чертежи по журналу, всё же заверяли в Москве, я уж говорил, что не помню как именовалась та организация, вроде как ЦАМЛ. Помню, как то руководитель, после моего вопроса, что и как, как раз и рассказал, что отсылает чертежи копий на регистрацию о подлинности масштабирования в Москву - он этим и занимался сам.

 

[JohnDoe]

ЭКИП? 🤓

Летательный аппарат ЭКИП - русское НЛО

«Русское НЛО» именно так назвали за границей отечественный экранолет «ЭКИП», в основе которого было заложено немало оригинальных конструкторских решений. К числу основных достоинств данного типа летательных аппаратов-амфибий относят экономичность, экологичность, безопасность полетов и что самое

topwar.ru

Чё мечтать-то? Просчитайте потребную производительность компрессора и мощность его привода.😉

Не, не ЭКИП. Скорее развитие коандовских опытов.
Производительность компрессора пока не прикидывал даже на пальцах. У юристов летал какой-то БПЛА с крылом вообще без механизации(ни элеронов, ни закрылков, ничего)- сплошное струйное управление(отбор из компрессора ГТД) тут гуляла как-то ссылка.

 

[летавший, как то раз)))...]

при этом мы перешли от пропеллера к ротору, который не подходит самолёту уже не только по габаритам, но и по возможности адаптации шага к скорости движения

Вы уверены в написанном Вами? Или это только предположение?
Попробуйте посмотреть материалы по самолёту Ч. Циммермана - это возможно "подскажет" Вам, о чём тобишь я.

Именно на таком получили в 1947 году - 811 км/час, к стати, рекордную скорость для тех времён. Винты по пять метров в диаметре, примерно как и у меня(решил, "ничего не изобретать", в своём варианте).

Именно по заказу материалов по таким винтам, NASA провела исследования, которые были долго под грифом секретно, я их частенько привожу в пример, чтобы было на слуху

Проведенные в NASA исследования воздушных винтов показали, что может быть найдено компромиссное решение и может быть создан винт, получивший название «ненагруженный пропеллер», для которого можно получить достаточно высокий относительный КПД на режимах вертикального взлета и посадки и вместе с тем высокий КПД в горизонтальном полете (г| = 0,65 - 0,85) до скоростей, соответствующих числу М = 0,8. Было установлено, что в диапазоне скоростей полета от 0 до 400 км/ч изменения скорости вращения винтов не требуется, при увеличении скоростей от 400 до 640 км/ч желательно, а при скоростях более 640 км/ч - необходимо. Воздушные винты должны иметь шарнирное крепление лопастей, чтобы уменьшить напряжение в лопастях и изгибающие моменты.

 

[daredevil]

есть ещё и Бернулли

- По Бернулли, чтобы оторвать от земли Арго (235 кг, 6,3 м2), над крылом должен дуть ветер 25 м/c в отсутствие движения воздуха под крылом.
Что-то подобное, наверно, можно реализовать вот таким макаром:

Допустим, мы разместили вдоль размаха 12 пропеллеров, каждый диаметром 50 см. Подсчитаем согласно теории идеального движителя, какой упор они создают, если разгоняют воздух от 0 до 25 м/c. Оказывается, 90 кг. То есть по Бернулли (и Фруду) можно взлететь при тяговооружённости <1. Но! Это в бесконечности идеальный движитель разгоняет воздух, идеально изолированный от окружающего, до 25 м/c, а в гидравлическом сечении движителя (в плоскости винтов) скорость составит ровно половину этой величины. Думаю, такой же - половинной - можно принять её над всем крылом - отступая от идеальности и учитывая торможение. И то - при хорде крыла того же порядка, что диаметр винтов (или ширина щелевого сопла) - иначе и того меньше. Но допустим, половинная. То есть чтобы иметь над крылом 25 - в бесконечности разгоняем идеальным движителем до 50 м/c. И тягу имеем уже 360 кгс! Для взлёта аппарата 235 кг "по Бернулли". Увы, чудес не бывает. Я верю в законы сохранения 😉 Если добавить к Бернулли Коанду - думаю, получится примерно выйти на потребную тягу, равную весу))

Попробуйте посмотреть материалы по самолёту Ч. Циммермана

- Да чего там. Можно глянуть сразу на Оспрей и отмасштабировать. Всё-таки не вертолётные пропорции.

 

[летавший, как то раз)))...]

Можно глянуть сразу на Оспрей и отмасштабировать.

)) Не получится! Во первых - законы масштабирования как тут цитировали

почему мухи летают, а мухолёты нет

а во торых, "Скопа"(V-22), проектировалась "от балды", и спецы с Boeing Company, в открытую в СМИ сознавались, что если бы не работа Курочкина Ф.П. "Конструирование СВВП, конвертопланов." у них бы конвертоплан так и не полетел, в ближайшие 100 лет 🤓 🤓 🤓

 

[JohnDoe]

- По Бернулли, чтобы оторвать от земли Арго (235 кг, 6,3 м2), над крылом должен дуть ветер 25 м/c в отсутствие движения воздуха под крылом.
Что-то подобное, наверно, можно реализовать вот таким макаром:
Посмотреть вложение 437009

Допустим, мы разместили вдоль размаха 12 пропеллеров, каждый диаметром 50 см. Подсчитаем согласно теории идеального движителя, какой упор они создают, если разгоняют воздух от 0 до 25 м/c. Оказывается, 90 кг. То есть по Бернулли (и Фруду) можно взлететь при тяговооружённости <1. Но! Это в бесконечности идеальный движитель разгоняет воздух, идеально изолированный от окружающего, до 25 м/c, а в гидравлическом сечении движителя (в плоскости дисков) скорость составит ровно половину этой величины. Думаю, такой же - половинной - можно принять её над всем крылом - отступая от идеальности и учитывая торможение. И то - при хорде крыла того же порядка, что диаметр винтов (или ширина щелевого сопла) - иначе и того меньше. Но допустим, половинная. То есть в бесконечности разгоняем идеальным движителем до 50 м/c. И тягу имеем уже 360 кгс! Для взлёта аппарата 235 кг "по Бернулли". Увы, чудес не бывает. Я верю в законы сохранения 😉

Я тоже верю в ЗСЭ и помню, что уравнение Бернулли это одна из форм его записи.
Все вроде верно посчитано, НО какбЭ забыт скос потока, который однако никуда не делся жеж?!😉 Так что дедушка Ньютон совместно со стариком Бернулли внесут коррективы.
Если ширина щелевого сопла будет, к примеру, 10мм, то:при полуразмахе 3м тяга будет "несколько" скромнее(~450Н при 25м/сек), а вот все остальное останется.😉
ИМХУ

 

[летавший, как то раз)))...]

НО какбЭ забыт скос потока, который однако никуда не делся жеж?!😉

Верно, проверено практикой:

Transition from vertical to horizontal flight is intrinsically stable, since the freewings and the Tilt-Boom of the Spirit will automatically adjust themselves throughout the transition process to constantly maintain the ideal distribution of lift between them.
Переход от вертикального к горизонтальному полету является по сути стабильным, поскольку свободные движения и колонка ротора БПЛА "Spirit" будут автоматически регулироваться в течение всего процесса перехода, чтобы постоянно поддерживать идеальное распределение подъемной силы между ними.
________
Provides a more efficient aircraft since swept area of the propeller can be increased and the wing sized for operational efficiency rather than design landing speeds
Обеспечивает более эффективное воздушное судно, поскольку площадь ротора/пропеллера может быть увеличена, а крыло рассчитано на эксплуатационную эффективность, а не на расчетные скорости посадки

именно ротор и обеспечивает обдувом крыла максимальную несущую способность крыла.