"Вертолет" на эффекте Коанда - подумаем?

[georgka]

Вернее, один и тот же закон...(1)
А вот JohnDoe я должен огорчить... то он будет вырываться вверх из отверстий "дуршлага", но никак не засасываться в них сверху! Проверено экспериментально.... (2)

1. Все законы можно свести к одному - "закону Природы", но я уважею людей, "подсмотревших" и обнародовавших её "тайны". 🙂
2. Спорное утверждение - многое будет зависеть от напорности нагнетателя и профилирования канала и самих отверстий, профиля полета, влияющих на процессы эжектирования. воздуха в канал.

то не имеет ли смысл тогда подавать воздух под углом,

За винтом воздушный поток имеет крутку... Но это требует введения поверхностей, компенсирующих вращательный момент самого аппарата...

 

[Jar]

Спорное утверждение - многое будет зависеть от напорности нагнетателя и профилирования канала и самих отверстий, профиля полета, влияющих на процессы эжектирования воздуха в канал.

Согласен, и туда, и сюда может быть. Просто хотел сказать, что наличие отверстий на верхней поверхности не обязывает воздух в них засасываться снаружи - поизвращаться придется.

За винтом воздушный поток имеет крутку... Но это требует введения поверхностей, компенсирующих вращательный момент самого аппарата... 

э-э-э-э... я как-то привык "круткой" называть несколько друугое... ладно, не надо к словам придираться... Я вот о чем: при постоянном расходе воздуха в единицу времени увеличив "путь, проделанный прилипшей молекулой", мы просто уменьшим скорость и, значит, градиент давления. Так что "заспираливание" потока - скорее вредный эффект. а он и так проявится сам по себе из-за кориолисовых сил, если не будет скомпенсирован "вращательный момент самого аппарата". В модели Нодэна гребешки-стабилизаторы как раз закручивают поток в противоположную сторону и таким образом балансируют аппарат - чтоб не крутился.

По идее, чем выше скорость - тем сильнее эффект "присоса", тем труднее оторвать/разорвать нормальное течение потока?

согласен, а что такое нормальное течение потока? По Чаплыгину, это неразрывное течение, с конечной скоростью в любой точке. Помещая в него острую кромку, или нарушаете неразрывность, или делаете скорость бесконечной. Второе невозможно, первое в предложенных схемах тазолетов не достигается. Чтоб заработала формула Жуковского, необходимо разделение потока перед ЛА и смыкание за ним. В аврокаре и вертолете это реализовано, в схеме jinn'a - нет. Она соответствует аэродинамической модели "сток". А подъемную силу за последние сто с лишним лет удавалось выжать только из аэродинамической модели "вихрь", коего тут нет.

 

[JohnDoe]

За винтом воздушный поток имеет крутку... Но это требует введения поверхностей, компенсирующих вращательный момент самого аппарата... 

На всех версиях аппаратов, использующих ЭК, которые мне попадались, оные поверхности присутствуют, так или иначе. Например их хорошо видно(и угол их установки тоже) на снимке в посте#210. Т.к. везде присутствует реактивный момент от ВМУ. Поток можно закручивать в противоположном направлении, по принципу соосных винтов, только одним из винтов будет выступать поток, омывающий поверхность(вязкостное трение мы ведь никуда не денем?!) 😉

что за турбулизаторы такие? для чего они??

Это специально выполненые, например на крыле, неровности(приклеенная толстая нитка, штырьки, шпеньки и пр.) Служат для принудительного отрыва потока, насколько я понимаю. За ними создаётся вихрь/турбулентность/разряжение. Турбулентность мешает потоку "прилипнуть" обратно к обшивке - снижается сопротивление(индуктивное?).

 

[Jar]

Служат для принудительного отрыва потока, насколько я понимаю.

вот и я так же понимаю. То есть мы стремимся, чтоб к поверхности прилипло как можно больше воздуха, а потом ставим турбулизаторы, чтоб он обратно отлип? а зачем?
Индуктивное сопротивление - немного не то. Это сила, "наведенная" свободными вихорьками, порожденными перетеканием воздуха из области, где давление повыше туда, где оно пониже.
в случае "зонтолета" из Т-М свободные вихри разместятся вдоль нижней кромки и будут снижать подъемную силу, сообщая потоку компоненту вверх.

 

[JohnDoe]

То есть мы стремимся, чтоб к поверхности прилипло как можно больше воздуха

Нет, мы, наскока я понимаю, стремимся получить как можно большее разряжение над поверхностью. Отрыв потока, с помощью турбулизаторов, от оной и создаст ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ разряжение. Нет?

 

[jinn]

jinn, а вы где вообще живете? с Магнумом лично знакомы? 

В Москве живу.
Магнум это кто?
В миру как обзывается, что строит, где и на чем летает?

 

[jinn]

То есть мы стремимся, чтоб к поверхности прилипло как можно больше воздуха

Нет, мы, наскока я понимаю, стремимся получить как можно большее разряжение над поверхностью. Отрыв потока, с помощью турбулизаторов, от оной и создаст ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ разряжение. Нет?

Нет.

Нужен поток идущий над поверхностью бесконечно долго и без отрыва.

У вас тут есть цветные карандаши и вы можете нарисовать (я не умею).
Нарисуйте черным поверхность, синим поток воздуха идущий над ней, и светло-синим переходящим в голубой нарисуйте подсос верхних слоев воздуха в основной поток.
Расставьте минусами в этом сине-голубом пироге его плотность и давление в нем.
И получится картинка возникновения подъемной силы.

 

[Jar]

Магнум это кто?

Магнум - это Магнум. Виликеи иужастный. В миру - Алексей из Жуковского. Летает на мотопланере, который сейчас у Гудовича. Строит... э-э-э-э... короче, всех строит.

Нужен поток идущий над поверхностью бесконечно долго и без отрыва.

вот турбулизаторы как раз и дают это "без отрыва". Смотря что турбулизировать.

Нарисуйте черным поверхность, синим поток воздуха идущий над ней, и светло-синим переходящим в голубой нарисуйте подсос верхних слоев воздуха в основной поток.

поверхность чего? о каком аппарате речь? тут такой полет фантазии...

 

[JohnDoe]

Нужен поток идущий над поверхностью бесконечно долго и без отрыва.

Значит, был верен мой посыл из поста #217:

...подавать воздух под углом, чтобы он обтекал поверхность "тарелки" не по радиусу(красные стрелки), а по спирали(синие)... 

вы можете нарисовать (я не умею).

Вы мне льстите(очень-очень, правда-правда ;D ), но тем не менее нарисовал картинку. Аж две.
На первой условно ламинарное развитие событий, на второй имеет место турбулизатор.
Как я понимаю происходящее: начальный поток подходит к поверхности с некими начальными параметрами(скорость, давление, етц.) при контакте с оной ближние к поверхности молекулы тормозяться и прилипают к ней(красные кружочки) образуя порганичный слой. По этом слою, как по маслу, поток катится дальше и вследствии снижившегося сопротивления(трение воздуха о воздух существенно меньше трения воздуха о поверхность) увеличивает свою скорость. И тут появляется Бернулли и снижает, согласно своего закона, давление в потоке. 🙂 Окружающий воздух не может проникнуть в поток снизу - там поверхность, под которой давление равно окружающему и соответственно на ней возникает подъёмная сила. Пограничный слой тоже не может оторваться от поверхности(силы межатомного взаимодействия?). Основной поток пониженного давления тоже не может никуда деться - ему мешает окружающий воздух. Соответственно начинается "подсос" в основной поток окружающей среды.
Так?
Но пограничный слой всё равно движется по поверхности и на это тратится энергия(трение). Турбулизатор на втором рисунке как раз его отрывает, увеличивая разряжение пограничного слоя, снижая таким образом трение, формируя в этой зоне микровихри и т.д.
Вот как-то так. По-колхозному. Может я чего и не правильно понимаю.

 

[rtyuiop.400]

Турбулизаторы-не отрывают поток, они турбулизуют пограничный слой. турбулизированный пограничный слой более сильно прилипает к поверхности, нежели ламинарный(сорри за такую формулировку), отрывается на больших углах атаки, но  поверхность с таким потоком имеет большее профильное сопротивление , нежели с ламинарным погран слоем.

Но при некоторых формах обтекаемого тела(или условиях обтекания) ,при ламинарном обтекании происходит отрыв потока и увеличение сопротивления и прочие непрятности, а поставив турбулизатор мы делаем так, чтоб поток не отрывался или отрывался "позднее",и  турбулизация позволяет наоборот снизить сопротивление или достичь др целей.

Двояко все.

См картинку, перед элероном пластинка турбулизатор. Она создает турбулентный ПС на части элерона, что создает   устойчивый к отрыву ПС, сохраняющий управляемость самолета на критических режимах полета

 

[jinn]

Магнум - это Магнум. Виликеи иужастный. В миру - Алексей из Жуковского. Летает на мотопланере, который сейчас у Гудовича

Гудовича знаю, Магнума не знаю.🙂

 

[jinn]

Как я понимаю происходящее: начальный поток подходит к поверхности с некими начальными параметрами(скорость, давление, етц.) при контакте с оной ближние к поверхности молекулы тормозяться и прилипают к ней(красные кружочки) образуя порганичный слой. По этом слою, как по маслу, поток катится дальше и вследствии снижившегося сопротивления(трение воздуха о воздух существенно меньше трения воздуха о поверхность) увеличивает свою скорость. 

Чем выше качество поверхности, тем тоньше пограничный слой.
Чем тоньше пограничный слой, тем меньше сопротивление движению потоку и, соответственно, в нашем случая поток дольше сохранит свою скорость и пройдет больший путь по поверхности без отрыва от нее.

Мне вот так кажется.🙂
Т.е. поверхность должна быть идеально гладкая, без каких-либо завихрителей.

А процесс прилипания потока к поверхности происходит за счет того, как мне кажется, что поверхность перевернутой тарелки постоянно стремится убежать от потока вниз, и в потоке постоянно происходит процесс микросрыва в нижней части потока у убегающей поверхности.
Поток расширяясь в сторону убегающей поверхности теряет давление в этой своей нижней части, и в сторону этого пониженного давления втягивается верхняя часть потока.
В результате весь поток поворачивает в сторону убегающей поверхности.

Нарисуйте пожалуйста теперь кривую поверхность как на перевернутой тарелке.
И поток в виде шариков - там где поток контактирует с поверхностью, шариков должно быть меньше чем в центре потока, т.к. поток расширяется в сторону убегающей поверхности.

 

[Jar]

все-таки турбулизаторы отрывают поток, но более деликатно, чем это происходит при срыве на закритике, на вторых режимах.  Вместо одного вихря появляются много-много маленьких. Такой турбулизованный погранслой можно сравнить с шарикоподшипником. Ему как раз соответствует картинка Koanda_Laminar.jpg из поста №229.

пограничный слой более сильно прилипает к поверхности

не надо так говорить, я понимаю, конечно, нас так учили в вузах, но тут речь об ЭК. Путаница получается - одно "прилипание" с другим перепутать можно. Турбулизованный слой в действительности вообще не прилипает - его сложнее сорвать :IMHO потому иногда так объясняют. Турбулизаторы уменьшают скорость сваливания, но никак не увеличивают подъемную силу, а то все бы крылья мехом обклеивали. А ламинарный поток действительно "прилипает" к гладкой поверхности, как два плоских куска стекла друг к другу, и следует за ней, в чем и суть ЭК.
Вот сейчас вышел покурить. Струйка дыма отклоняется и притягивается к руке в некоторой зоне. Но кольцо пролетает мимо, и чихать оно хотело на поверхность рядом.
Короче, турбуляторы для ЭК не нужны.

 

[rtyuiop.400]

Да турбулизированный погран слой сложнее оторвать, спасибо что поправили. Я там в скобках извинялся за формулировку, не подобрал слов. И турбулентный погран слой касаемо крыла, позволяет достичь большей конечной ПС просто потому что крыло держит на бОльших углах атаки

 

[georgka]

Т.к. везде присутствует реактивный момент от ВМУ. 

Этот момент можно компенсировать другими методами, не аэродинамическими.
Беда в том, что обсуждая ЭК, стараются свалить в одну куму всё. В большинстве к теме не относящемуся.

 

[rtyuiop.400]

Этот момент можно компенсировать другими методами, не аэродинамическими

если не аэродинамически, то как? Соосный винт?

 

[Jar]

не все вертолеты имеют соосные винты🙂 реактивный момент от ВМУ на самолетах лечится аэродинамически - элеронами, а еще можно концевыми эжекторами гасить. Я думаю, Жорж хотел сказать, что это вторично.
давайте отложим пока вторичности типа турбулизаторов и реактивных моментов. Я еще со школьной скамьи думал - вот люди заметили, что волосы к расческе притягиваются, а в итоге из исследования этого эффекта вышли электрички, лампочка Ильича и интернет. Есть такой же ничтожный эффект, но устойчивый. Ложка притягивается к струе воды из-под крана. Неужели нельзя и это развить...
С чего начал месье Нодэн? с опытов по поиску наиболее притягивающейся формы. взял струю воздуха и стал пускать ее поверх шарнирно закрепленных створок разного профиля. Створки стали дергаться. Самую резвую он замкнул в круг и поставил сверху моторчик. И вот тут он, мне кажется, сделал неправильный вывод из правильных предпосылок. Взять такой же моторчик с винтом-в-кольце - разве не полетит? как доказать, что в его схеме вниз отбрасывается больше воздуха, чем захватывает винт?
jinn, мне кажется, ближе к правильным выводам, только я не могу объяснить себе работоспособность его схемы.

 

[rtyuiop.400]

как доказать, что в его схеме вниз отбрасывается больше воздуха, чем захватывает винт?

Оч просто: тонкая струя воздуха увлекает за собой близлежащий воздух. И доказывать не надо.

 

[jinn]

как доказать, что в его схеме вниз отбрасывается больше воздуха, чем захватывает винт?

Оч просто: тонкая струя воздуха увлекает за собой близлежащий воздух. И доказывать не надо.

Есть закон сохранения энергии.
И если "тонкая струя воздуха" имеет массу 1 и скрость 2, то после "захвата близлежащего воздуха масса станет 2, а скорость 1 (утрированно 🙂).

В потоке обдувающем убегающую от него поверхность, присутствуют две составляющие потенциальной подъемной силы действующей на эту пластину.
Первая всем известна - это пониженное давление в потоке.
Механизм второй тоже зарыт в пониженом давлении, но возникает это пониженое давление на границе потока и плоскости по которому он движется.
Возникает так - частичка воздуха имеет массу и скорость, и это её энергия.
Имея массу и скорость эта частичка обладает инерцией, которая противодействует моментальному давлению других частичек сверху на нее, когда опорная поверхость вдруг начинает убегать вниз из под нижней частички.
Что происходит в момент начала убегания поверхности?
Имея инерцию, эта частичка пролетает некоторое расстояние над уходящей поверхностью оставляя под собой пустое место, карман, вакуум.
Сверху на неё давят другие частички, и в конечном итоге прижимают опять к поверхности.
Частичка на этом участке теряет скорость, и соответственно энергию.
Эта потерянная энергия превращается в подъемную силу, добавляя к пониженному давлению основного потока создание "вакуума" в пограничном слое, и еще более снижая давление в основном потоке.

 

[rtyuiop.400]

Про реактивнй момент:
Винт вращается влево, реактивный момент вращает корпус вправо
Струя от винта идет тоже в лево, и радиально размазывается по поверхности корпуса в таком же направлении и создает момент на  вращение корпуса тоже в лево.
Вот и компенсация. На какую величину-не знаю