Варианты улучшения ЛА, строимых по чертежам

ikono

Игорь, летающий строитель
Эта ветка предназначена для обсуждения вариантов косметического изменения конструкции летательных аппаратов, строимых по чертежам. Речь идёт не о создании новых конструкций ЛА, поскольку это задача сразу отпугнёт большинство строителей в силу нехватки опыта и образования. Однако, небольшие отклонения от чертежей в процессе постройки получаются неизбежно, и желательно заранее обсудить возможные последствия такого изменения. Чтобы не загромождать основную ветку соответствующего аппарата, предлагаю объёмистые обсуждения проводить здесь, а в основной ветке приводить лишь краткую ссылку на обсуждение.
 
Самолёт Арго.
Кто-нибудь может подсказать, почему Argo, SD-1, PIK-26 - все имеют плоское дно, несмотря на то, что гаргрот за головой пилота стараются сделать округлым?
Это исключительно из технологических соображений или же в этом есть какой-то замысел вроде того "чтобы фюзеляж работал как крыло"?
Круглая или эллипсоидная форма в сечении фюзеляжа - это же всегда хорошо (не считая интерференции с низкорасположенным крылом).
У "нативного" "квадратного" Арго и так тесная кабина, Вы хотите ее ещё больше заузить? Нет? Тогда эту квадратную кабину Вам придется, для "круглости" снаружи, по меньшей мере снизу, "окружить" дополнительными сантиметрами периметра. В сечении эти сантиметры дадут дугу которая будет на эти сантиметры БОЛЬШЕ хорды, прямой которая в исходном варианте являлась дном фюза и полом кабины. Вот Вам и дополнительная омываемая площадь. Какую никакую жесткость этой "круглости" обеспечить надо? Надо. А значит плюсуем сюда дополнительные силовые элементы, полу-шпангоуты, стрингеры, #вотэтовотвсе.
Возможно это справедливо для больших и/или скоростных самолётов, хотя там я помню про правило площадей. Мне помнится, что для небольших скоростей площадь миделя важна и площадь омываемой поверхности. Могу ошибаться. Но вот то, что переход от квадратного к круглому высосет мозг проектировщику и строителю я почти уверен.
Именно такой переход у меня в Ассо. Не скажу, что это приятно, но делается.

IMG_0704a.jpg
 
Именно такой переход у меня в Ассо. Не скажу, что это приятно, но делается.
Я ж не говорил, что не сделается, я говорил, что трудоемкость вырастет. Вопрос, стоит ли.
 
Это каждый сам для себя решит, стоит ли заморачиваться. Вопрос в том, какие будут последствия. Для самолёта типа Арго, малоразмерного и слабомоторизированного, уменьшение подъёмной силы фюзеляжа потребует увеличения скорости, а запаса мощности для этого нет. То есть увеличится скорость сваливания и отрыва на разбеге, в результате летать будет более стрёмно.
 
Это каждый сам для себя решит, стоит ли заморачиваться. Вопрос в том, какие будут последствия. Для самолёта типа Арго, малоразмерного и слабомоторизированного, уменьшение подъёмной силы фюзеляжа потребует увеличения скорости, а запаса мощности для этого нет. То есть увеличится скорость сваливания и отрыва на разбеге, в результате летать будет более стрёмно.
Вот именно. Трудоемкость вырастет, а подъемная сила фюза, его "круглой" части, снизится(если я правильно понял Ваши посыл), изменится суммарный центр давления, если я правильно понимаю, те центровка будет более задней и тд. Не стоит оно того. Кроме чисто эстетических причин других не вижу.
Имху
 
Это каждый сам для себя решит, стоит ли заморачиваться. Вопрос в том, какие будут последствия. Для самолёта типа Арго, малоразмерного и слабомоторизированного, уменьшение подъёмной силы фюзеляжа потребует увеличения скорости, а запаса мощности для этого нет. То есть увеличится скорость сваливания и отрыва на разбеге, в результате летать будет более стрёмно.
В бытность мою молодым конструктором, на множество моих вопросов к учителю, он часто отвечал: "Нарисуй (посчитай, в масштабе). После этого, как правило, вопросы отпадали сами собой, т.к. рисование в масштабе предполагало учет всех известных факторов и баланс между преимуществами и недостатками.
Вот, и Вам предлагаю ту же рекомендацию: прикиньте баланс в размерности Арго - степень ухудшения аэродинамики из-за углов, с одной стороны и увеличение веса вследствие скруглений, с другой. Только, надеюсь, бредовых сравнений, как в ветке про Арго, Вы себе не позволите, приводя реальные, из опыта, цифры.
И еще, говоря о подъемной силе ф-жа, не забудьте про зависимость Су/альфа от удлинения и, соответственно, располагаемого Су. Кроме того, учтите, что прирост подъемной силы возможен при положительном угле этой плоской поверхности к потоку - а при этом, срывающийся с углов вихрь, прямым ходом попадет на ГО, вызывая бафтинг. Значит, оперение надо делать Т- образным, что весу не убавит.
Если хвост с плоским низом приподнят выше - вихри пойдут под фюзеляж, но и подъемная сила не вырастет.
Остается облечь сказанное в цифры, чтобы сравнить более- менее правдоподобно - иначе гадание на кофейной гуще.
 
Ну если Мишель Коломбан на своих отнюдь не рядовых Кри Кри, Люсиоле и Бан-би использовал прямоугольный в нижней части фюзеляж( А у Кри-Кри вообше по периметру), то яйца выеденного не стоят в этой "весовой" категории самолетов, всякие округления фюзеляжей
 
прикиньте баланс в размерности Арго - степень ухудшения аэродинамики из-за углов, с одной стороны и увеличение веса вследствие скруглений, с другой. Только, надеюсь, бредовых сравнений, как в ветке про Арго, Вы себе не позволите, приводя реальные, из опыта, цифры.
Есть три варианта получить реальные цифры ухудшения аэродинамики из-за углов из опыта: 1) продуть модель 2) просчитать модель численными методами и 3) посчитать интеграл по замкнутому контуру аналитически. Мне доступен, пожалуй, только третий подход, но, боюсь, читатели результат не смогут ни проверить, ни прокомментировать, а результат будет, тем временем, очень далёк от действительности. Так что такие рекомендации довольно бесполезны.
Кроме того, учтите, что прирост подъемной силы возможен при положительном угле этой плоской поверхности к потоку - а при этом, срывающийся с углов вихрь, прямым ходом попадет на ГО,
Какой плоскости? Если хорды профиля фюзеляжа, то и при нулевом угле атаки может быть подъёмная сила, а скос потока скорее сольётся таковыми от консолей и пройдёт ниже ГО.
 
Какой плоскости? Если хорды профиля фюзеляжа, то и при нулевом угле атаки может быть подъёмная сила, а скос потока скорее сольётся таковыми от консолей и пройдёт ниже ГО.
Ну что Вы такое говорите, какая хорда у круглого сверху и угловатого снизу, фюзеляжа? Попробуйте мысленно представить себе трубки то ока по контуру сечения, и поймете, что идея эта гниловатая - проще честно обсчитать в Ансисе, и то погрешность велика. А присутствие крыла сведет весь расчет изолированного фюзеляжа к нулю.
Но хорошо, считайте фюзеляж профилем, самым высоконесущим, с удлинением порядка 0.1 и прикиньте величину Су по альфа, снижающуюся с уменьшением удлинения, которая получится мелкоскопически малой - порядка 0.002/градус, т.е. на 15 градусах выйдет прибавка максимум 0.03.
Иными словами - от плоского дна можно получить вместо доп. подъемной силы. лишь от мертвого осла уши. Где здесь найдете подъемную силу ф-жа?

Визуализация обтекания.png
 
Я не знаю, почему вы начали искать подъемную силу в фюзеляже.
Экспериментальный факт. Увеличил на 10 см высоту гаргрота, пришлось положить 2 кг стали в хвост. 2 кг это прибавка 1,5 % подъёмной силы. И это не вся прибавка, а только тот вес, который понадобился в самом кончике хвоста, чтобы компенсировать продольный момент прибавки, приложенной где-то в районе гаргрота. Вроде мелочь, но 10см высоты это тоже мелочь. Так какова вся подъёмная сила фюзеляжа моего Ульфа?
проще честно обсчитать в Ансисе
Вы всему верите, что рисует Флюент? Там куча параметров, подбором которых можно смоделировать полёт слона. Где, например, в Вашей картинке турбулентность потока сзади над крылом при таком угле атаки? Конечно, симуляция это лучше, чем ничего, но только вот у меня против Вашей симуляции есть реальные лётные испытания, и они говорят, что подъёмная сила фюзеляжа может быть значительной.
 
Последнее редактирование:
Увеличил на 10 см высоту гаргрота, пришлось положить 2 кг стали в хвост.
Вы изменили массу аппарата. То есть относительная нагрузка на площадь. А подъемная сила фюзеяжа как была, так и осталась с разницей в какие-то неисчислимые проценты. У вас увеличилось сопротивление, потому что вы увеличили объём и обтекаемая площадь фюзеляжа. А зачем нужна подъемная сила? В горизонтальном полете у вас предостаточно. Я не верю, что вы летаете исключительно на критических режимах полета, чтобы в этом нуждаться. Или что взлетно-посадочной полосы вам не хватает. По крайней мере, я так думаю. Хотя я не профессиональный аналитик, так что...Вам остается сказать исходя из практики, что произошло.
 
Экспериментальный факт. Увеличил на 10 см высоту гаргрота, пришлось положить 2 кг стали в хвост. 2 кг это прибавка 1,5 % подъёмной силы. И это не вся прибавка, а только тот вес, который понадобился в самом кончике хвоста, чтобы компенсировать продольный момент прибавки, приложенной где-то в районе гаргрота. Вроде мелочь, но 10см высоты это тоже мелочь. Так какова вся подъёмная сила фюзеляжа моего Ульфа?
Эх, товарисч - не ожидал-с.
Вы, значит, считаете, что оперение сделали для красоты и оно не создает никакой силы? Не вычлись ли ваши два килограмма из потребнойдля балансировки, силы, создаваемой ГО; иными словами, не изменилась ли уравновешивающая сила? И не изменилось ли от этого гаргртаобтекание стабилизатора?Кажется, никто не утверждал, что от изменения обводов ф-жа, не меняются его моментные характеристики, связанные с полной силы лишь косвенно.
Опять Вы выхватываете факторы, играющие в сорону своей гипотезы, пропуская остальные.
Вы всему верите, что рисует Флюент? Там куча параметров, подбором которых можно смоделировать полёт слона. Где, например, в Вашей картинке турбулентность потока сзади над крылом при таком угле атаки? Конечно, симуляция это лучше, чем ничего, но только вот у меня против Вашей симуляции есть реальные лётные испытания, и они говорят, что подъёмная сила фюзеляжа может быть значительной.
Как не стыдно, Игорь, подозревать меня в дилетантизме: слава Богу, насмотрелся на веку столько визуализаций шелковинками и масляной пленкой моделей в АДТ, а, с появлением компактных камер - и на натурных самолетах в реальном полете. Качественный анализ спектра обтекания очень многое дает для понимания движения струй и направления потоков "Кубань-реки, куда велят большевики"🙂 Ту картинку привел лишь, не найдя достойных фоток моделей с визуализацией в трубе. Где-то у меня есть отчеты об испытаниях моделей моих пилотажных самолетов - но лень перебирать архивы и искать возможность запустить DVD, на котором и записаны все таблицы, графики, фото и видеоматериалы. Тем более, что дисками не пользуюсь уже лет сто - флэшки решают вопрос куда лучше. А трубки тока на картинке вполне согласуются с продувками.
P.S. А где Вы нашли ламинарность, переходящую в турбулентность? Смею заверить - при Re около миллиона, никакой ламинарности Вы не найдете от самой передней кромки. Кажется, Вы путаете переход ламинарного течения в турбулентное со срывом потока.
 
Последнее редактирование:
...Для самолёта типа Арго...
...уменьшение подъёмной силы фюзеляжа потребует...
Невозможно уменьшить то чего нет 🙂
Вернее есть, но только в Вашей голове.
101.jpg

Мне кажется в таком положении подъёмная сила фюзеляжа больше.
Парируйте, коллега 😁
 
Не очень-то я верю в затенение ГО фюзеляжем. Ширина фюзеляжа 50 см, размах ГО 260см. При этом, при небольшом увеличении высоты гаргрота затенение малой части размаха меняется лишь незначительно. Неубедительно.

Ну и ламинарность потока в начале профиля не вызывает сомнения, число Re будет миллион только если подставить в формулу лишь всю длину хорды.
 
Ну и ламинарность потока в начале профиля не вызывает сомнения, число Re будет миллион только если подставить в формулу лишь всю длину хорды.
Не надо подставлять в формулу - ламинарность и турбулентность можно различить наглядно, как дым от сигареты, вначале идущий нитью, сам по себе начинает завихряться. На любых ваших поделках поток станет турбулентным ровно с 0% хорды - и не надо питать иллюзий.
А про затенения фюзеляжем ГО Вы долго думали: кажется, я об этом не сказал ни слова. Или-таки, Вы полагаете, что изменить обтекание ГО способно лишь затенение, а остальные факторы не играют роли? Ну-ну.
Поищите сравнение фюзеляжей с коротким гаргротом, с длинным, а также с гаргротом до ХО. Кстати, по поводу угловатого снизу фюзеляжа можете посмотреть там же.
 
Не очень-то я верю в затенение ГО фюзеляжем
Наверное имелось в виду не затенение, а изменение во взаимодействии. То, что называют интерференцией, оно же многоплановое и не только про изменение сопротивления. Чуть-чуть изменилось обтекание хвостовой части в районе стабилизатора и на нём уже меняются силы....

На самом деле обтекание фюзеляжа и взаимовлияния его с несущими поверхностями очень непросты. У ракетчиков в аэродинамике расчётов используются емнип целых четыре коэфициента интерференции, а не только влияние крыла на фюзеляж и влияние фюзеляжа на крыло...

Я когда-то давно рисовал и рассчитывал самолётик тандем, почти утку с отрицательным выносом переднего крыла (оно ниже по полёту чем заднее). Очень красиво компоновался фюз с пилотами сидящими рядом. Для уменьшения общей омываемой площади я ужимал где только можно и получился такой сильно приплюснутый сверху утконос (двиг сзади). Я посчитал несущую способность фюзеляжа, отрицательную, которая нарастала с ростом скорости и потому что угол фюзеляжа становился всё более отрицательным и особенно (несущая способность) от влияния скорости (в квадрате от скорости). Влияние крыльев не сильно меняло картинку обтекания. Так вот эта отрицательная "подъёмная" сила фюзеляжа достигала на максимальной скорости величины около 20% от всей подъёмной силы, то есть надо было крыльям нести на 20% больше веса в г п.
Не могу дать ссыль на методичку аэродинамических расчётов тел обтекания, не помню, она была дсп, и может быть сейчас есть в свободном доступе у ракетчиков. Хорошая методичка, по ней можно было несущую способность частей тела слона рассчитывать)

На самом деле фюз здорово участвует в создании нормальных сил, только в сравнении с Су крыла для наших самоделок, это чаще оч малые силы. Для ракет, например зенитных, это вполне может быть больше 50%, а там перегрузки за тридцать жэ. Но там скорость - главный фактор при небольших (даже приведённых к небольшому по площади миделю) коэфициентах нормальных (к продольной оси) сил фюзеляжа/корпуса. И основную силу создаёт нос (конус или оживало). Кормовая часть тоже создаёт силу, если там есть сужение. А фюз самолёта имеет и носовое расширение и сужение после крыла....

Ещё одно интересное наблюдение на моём длинноносом самолёте.
Раньше нос был длинней на 200 мм и я на нём (на самолёте) боялся создавать слишком сильное скольжение при заходе на посадку. С-т слишком легко выходил на большие углы скольжения. Запас по РН оставался ещё, а создавалось впечатление, что если ещё чуть-чуть добавлю ноги, самолёт дальше пойдёт сам увеличивать угол скольжения.
Если рассматривать Cz фюзеляжа без киля, то он продолжает расти даже после 30 градусов скольжения, пологая кривая, а Сz киля на этом угле уже сильно падает от срыва; крутая но кроткая по углам скольжения кривая. То есть с ростом углов скольжения влияние носа возрастает, дестабилизирующая доля носа самолёта может в какой-то момент превысить стабилизирующую от киля и самолёт необратимо встанет "раком"....
Так вот сейчас, когда нос стал короче (другой мотор) и тяжелей (центровка тоже немного ушла вперёд), я уже не боясь закладываю глубокое скольжение при заходах на посадку при необходимости и не ощущаю той лёгкости в тенденции на увеличение угла скольжения. Форма носа не изменилась, капоты те же, только сдвинулись назад на 20 см.
Смею утверждать даже без расчётов, что нос фюзеляжа создаёт весьма приличную боковую силу при скольжении. Что, кстати вполне согласуется с данными в тех методичках. По тангажу схожая картинка, только соотношение площадей другое и взаимовлияние крыла с фюзеляжем сильней.
 
...На самом деле фюз здорово участвует в создании нормальных сил, только в сравнении с Су крыла для наших самоделок, это чаще оч малые силы...
Дайте ссылку хоть на какие-нибудь исследования по подъёмной силе фюзеляжа. Только не на СУ-27, а на что-то Арго подобное.
 
Не помню ни авторов ни названия методички, увы.
По расчёту сопротивления на дозвуке тел обтекания исследований и методик расчёта много....
Думаю, надо искать среди численных методов расчёта распределения давления тел обтекания, тех методик которые для машинных вычислений разрабатывались где-то в 75 по 85 гг. Среди научных трудов. Книги, учебники тоже могли быть.
 
Назад
Вверх