|
Эксперимент: профиль крыла для бойцовки
|
|
| msl272 | Дата: Четверг, 27.06.2013, 22:13 | Сообщение # 151 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 9
Статус: Offline
| Интересно, тема еще актуальна, или уже забросили?
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Четверг, 27.06.2013, 22:33 | Сообщение # 152 |
 Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Тема себя исчерпала. Результат получен. Более-менее удовлетворителен.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| msl272 | Дата: Пятница, 28.06.2013, 21:18 | Сообщение # 153 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 9
Статус: Offline
| Я в очередной раз пытался с программой профили поупражняться. Почему она не дает считать эпюры на углах более 13 градусов?
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Суббота, 29.06.2013, 10:28 | Сообщение # 154 |
|
Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Цитата (msl272) Я в очередной раз пытался с программой профили поупражняться. Почему она не дает считать эпюры на углах более 13 градусов?
13 градусов -- это, конечно, среднее значение. Для некоторых профилей больше, для некоторых меньше.
Ключевое слово в вопросе -- "считать". При рассчете подъемной силы и лобового сопротивлениия, на самом деле считаются давления по поверхности и вектора направления его приложения. Остальное получается суммированием значений проекций сил на оси. А после 13 градусов в рассчет вползает влияние турбуленции, отрыва пограничного слоя и прочие физические процессы. В природе они есть, а вот в математической модели их нет. Вернее, очень тяжело рассчитать их влияние. Метод дает сбой -- рассчет перестает "сходиться", т.е. считаем 1 раз -- число одно. Увеличиваем точность -- второе. Еще увеличиваем точность -- третье. А разность между этими значениями только увеличивается, а не уменьшается, как хотелось бы. Следовательно, метод перестает считать.
По-хорошему, конечно, надо взять аэродинамическую трубу и продуть. Тогда и до 180 градусов можно ПОМЕРИТЬ, а не посчитать.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| LaGG_Fighter | Дата: Суббота, 29.06.2013, 14:40 | Сообщение # 155 |
 Генерал-майор
Группа: Пользователи
Сообщений: 550
Статус: Offline
| Если хотите углы атаки более 25 градусов пользовать, то тут уже вихревая аэродинамика нужна... Современные истребители уже все на ней замешаны) Ещё можно рассмотреть профиля с вихвевыми ячейками, они должны давать прирост подъёмной силы на закритических углах)
Только вот маневренность это не вёрткость. Если сравнить пилотагу способную на месте развернуться с самой тугой бойцовкой, то бойцовка выиграет. А применить вихревые жгуты на бойцовке сложно из-за особенностей устоявшейся схемы, которую менять не будут...
|
| |
| |
| msl272 | Дата: Суббота, 29.06.2013, 20:42 | Сообщение # 156 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 9
Статус: Offline
| С программой разобрался. 13 градусов это встроенное ограничение. Только ПРО версия позволяет считать на более высоких углах.
А что касаемо профилей, то все не так уж и просто. Тонкие профиля 10% и ниже очень плохо работают на больших углах атаки. как правило после 10-12 градусов начинают срываться. Тут действительно выше 13 град и считать нечего.
А есть профиля которые до 20 градусов чувствуют себя абсолютно нормально и имеют максимальное качество при 15-18 градусах. Так, что смысл считать есть и не маленький.
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Суббота, 29.06.2013, 23:28 | Сообщение # 157 |
|
Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Цитата (msl272) Только ПРО версия позволяет считать на более высоких углах.
Да не считается оно там. А если и считается, то не отражает реальной ситуации. Уж поверьте мне, как математику-прикладнику по образованию со специальностью вычислительная математика.
Цитата (msl272) А есть профиля которые до 20 градусов чувствуют себя абсолютно нормально
Да. Случается.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| msl272 | Дата: Суббота, 29.06.2013, 23:43 | Сообщение # 158 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 9
Статус: Offline
| Я неплохо знаком с аэродинамикой, правда применительно к кайтовой теории. А недавно мне пришлось спроектировать модель класса лайт, гдерасчеты параметров модели имеют очень важное значение, благодаря целой массе
ограничений данного класса. Сделать хорошую летучую лайт модель, без каких либо прикидок – очень
непростая задача.
Еще, недавно я посмотрел как летают продвинутые болиды
кордовиков. Маневренность и скорость меня просто поразили. Модель выполняет
обратную петлю, не задевая об землю, с высоты вытянутой руки, т. е. с 3-х
метров максимум. ДВС конечно не электричка, но расчеты однозначно
показывают - аэродинамика рулит. Значит и в радио бое есть шанс.
Я прочитал всю тему полностью. Грамотных мыслейздесь очень много. Но никто так и не сумел вывести некие критерии: к чему надо
стремиться, как грамотно подобрать профиль, что даст замена одного профиля на
другой и т.д. Сравнили несколько профилей, выбрали один, модель полетела,
все довольны... Критерий полета тоже очень интересный - летит нормально,
не хуже чем у других...
Один я зануда наверное попался  . Поэтомупопрошу не ругаться, а я попытаюсь все по своим местам расставить, на вид со
своей колокольни конечно.
Итак начнем.
Для начала возьмем некую модельку, чтоб было от чего оттолкнуться:
Электоробойцовка, размах 1000 мм, средняя хорда 300 мм, концевая 200 мм, площадь выходит 0.25кв.м., вес пусть будет 650 грамм.
Как и любая другая, модель имеет несколько режимов полета. Для бойцовки это
будут режим максимальной скорости с виражами и второй режим посадки
(минимальная устойчивая скорость).
Начнем наше рассмотрение с первого режима, второй рассмотрим впоследствии, если осилим. Пусть скорость полета будет 100
км/час или 30 м/с. Re=600000 это максимальное число рейднольдса для заданных
нами параметров. Оно нам понадобится, но до него нам еще очень далеко  .
Мы имеем - модель массой m=0.65 кг, летит со скоростью V=30 м/с. Ставим первуюзадачу: Модель должна развернуться (сделать петлю) с радиусом R=3 метра.
Конечно к модели надоприложить силу. А из школьного курса физики мы все прекрасно помним (ха-ха ),что сила эта называется центростремительной и считается по простой формуле:
F=m*V*V/R.
Посчитав для наших цифр получим F=195. Сила вфизике измеряется в Ньютонах (это мы тоже помним), но мне как то привычнее
ориентироваться в килограммах. Делим нашу силу на g=9.8 и получаем значение
силы в 20 кг  . Именнотакого порядка действует сила на летящую в резком повороте модель. Именно такие
силы способны ломать нам крылья на резких виражах.
Насталовремя подвести первые итоги. Мы оценили силу действующую на модель. Порядок
этой силы получился десятки килограмм. Сможет ли электромотор или ДВС создать
такие силы – однозначный ответ НЕТ!. Даже ДВС думаю более 2 кг тяги не выдаст, а это напорядок меньше полученного значения. К стати, на ДВС скорости могут быть в 1,5 раза
больше, а это увеличит нашу силу аж до 45 кГ. Раз дело не в моторе, значит и уэлектробойцовки есть шанс стать маневреннее если понять, что создает такие
колоссальные усилия?
А это будет аэродинамика, но чуть позже…
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 00:49 | Сообщение # 159 |
|
Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Цитата (msl272) Я прочитал всю тему полностью. Грамотных мыслейздесь очень много. Но никто так и не сумел вывести некие критерии: к чему надо стремиться
Потому, что каждый выбирает по себе. Да и многим проще вырезать десяток разных моделек и выбрать наиболее понравившуюся, вместо того, чтоб сидеть "с калькулятором".
Цитата (msl272) как грамотно подобрать профиль, что даст замена одного профиля на другой и т.д.
Вот собственно и вылез вопрос, а чего хотите получить-то?
Цитата (msl272) Сравнили несколько профилей, выбрали один, модель полетела,
Я уже убедился, что для "метровых размеров" важнее длины хорд и толщины профилей, чем сам профиль. А если и важен, тотолько на первых 30% хорды.
Цитата (msl272) Электоробойцовка, размах 1000 мм, средняя хорда 300 мм, концевая 200 мм, площадь выходит 0.25кв.м., вес пусть будет 650 грамм.
Корневая -- 40 см. Удлинение -- 3.33. При таких параметнах -- точно ничего не нужно считать. Само в воздухе удержится. Кстати, площадь будет 30 дм2.
Цитата (msl272) со скоростью V=30 м/с. (сделать петлю) с радиусом R=3 метра F=m*V*V/R. и получаем значение силы в 20 кг
Это сила, распределенная по площади крыла. по 650 гр. на дециметр площади. Хотя врядли это возможно. Радиус будет на много больше.
Цитата (msl272) Сможет ли электромотор или ДВС создать такие силы – однозначный ответ НЕТ!
Предпосылки верные -- вывод нет. Когда едешь на велосипеде и резко входишь в поворот, то всю эту нагрузку испытают колеса, но мы-то даже педали крутить не будем.
20 кг -- это нагрузка которая ляжет на воздух.
Цитата (msl272) есть шанс стать маневреннее если понять, что создает такие колоссальные усилия?
Воздух, когда крыло ложится на него плошмя на скорости. Просто до того, как оно ляжет -- оно должно удержаться и не "провалиться" одним крылом. Т.е. нужно сделать так, чтоб срыв пошел от корня.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| LaGG_Fighter | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 02:19 | Сообщение # 160 |
|
Генерал-майор
Группа: Пользователи
Сообщений: 550
Статус: Offline
| Ой развели теорию)))
20кг/0,65=>30 Тридцатикратная перегрузка 
Реально выжать из модели ну край десятикратную... К тому-же в резком развороте идёт потеря скорости, т.е. перегрузка уменьшается.
Я ломал крыло нагрузкой соответствующей 25-кратной перегрузке, после чего оно ещё и летало, и даже не гнулось в полёте (могу подарить что от него осталось, нужно только оборудование установить и полетит).
Опять-же потеря скорости приводит к ухудшению маневренности, т.е. получится довернуть = не получится догнать...
ДВС серьёзно вытаскивает на виражах, электрички так пока не могут, с электричками "сверхманевренность" это скорее зло... А вот за радиус виража без потери скорости можно и нужно бороться.
|
| |
| |
| msl272 | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 10:11 | Сообщение # 161 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 9
Статус: Offline
| Я категорически утверждаю, что никакого срыва потока у бойцовки в режиме полета быть НЕ должно. И реально его НЕТ. Но это я слишком вперед забегаю  .
Мы выяснили. Для разворота модели в воздухе к ней надо приложить силу. Эта сила называется подъемной силой крыла. Подъемная сила Y [кг] действует поперек движения крыла, т.е. именно она создает центростремительное ускорение при развороте модели, и эта сила держит крыло в воздухе при обычном полете.
Математическое выражение у этой силы очень простое:
Y= Cy*S*Po*V*V/2 [кг]
S - площадь крыла, V - скорость, Po=0.125 коэффициент (его физический смысл раскрывать не буду, пусть будет просто цифра), , Cy - коэф. подъемной силы крыла. О нем мы много будем говорить впоследствии. На этот коэффициент как раз и влияет профиль крыла. Еще он зависит от хорды, скорости полета, угла атаки и т.д. Сейчас мы тупо возьмем два значения Cy=1.0 и Cy=1.5 и посмотрим что получается.
Осталось только посчитать
для Cy=1 Y=1*0.25*0.125*30*30/2=14 кг
для Cy=1,5 Y=1,5*0.25*0.125*30*30/2=21 кг
Теперь мы наглядно увидели, что абсолютно реально развернуть модель на скорости 100 км/час с радиусом в 3 метра. Для этого необходимо иметь Су равным 1.5 и более. Тут я сразу хочу заметить, что это совершенно реальные значения и получить их возможно!!!.
Более того, маневренность модели НЕ зависит от скорости. Для доказательства этого приравняем формулы центробежной силы F и подъемной силы Y. Квадрат скорости в обоих выражениях сократится, останется простая зависимость:
R=2*m / ( Cy*S*Po)
Выводы очевидны:
1. Для уменьшения радиуса разворота (читай увеличения маневренности модели) необходимо снижать массу модели (это трудновато), увеличивать площадь крыла модели и выбирать профили крыла которые в нужном диапазоне скоростей обеспечивают максимальное число Cy.
2. Минимальный радиус разворота совершенно не зависит от величины углов атаки крыла. Т.е. модели совершенно безразлично на каком угле атаки (7 градусов или 15 градусов) параметр Cy достигнет своего максимального значения. И, как показывает практика, очень имеет смысл анализировать некоторые профили на углах 15 град. и выше.
3. Совершенно НЕТ смысла анализировать срывные характеристики профилей. Для модели бойцовки не имеет никакого значения вид срывной характеристики профиля (плавный срыв или резкий) т.к. выходя на за критические углы атаки коэф. Cy будет падать, а нам этого совершенно не нужно. В реальной жизни это в точности подтверждается. Кто летал на бойцовке знают. Увеличивая расходы рулей, маневренность модели растет, но наступает такой момент, когда при дальнейшем увеличении расходов модель при развороте начинает "Колбасить". Радиус поворота не менятся или даже становится хуже, модель ведет себя почти непредсказуемо. Это и есть СРЫВ ПОТОКА с крыла. Летать в таких режимах смысла нет никакого, а значит и анализировать данные режимы бесполезное занятие.
В большой авиации Срыв потока оценивается в качестве нестандартного режима полета для увеличения безопасности при совершении пилотом ошибки. А в жизни пилотам просто тупо запрещено превышать определенные для каждого самолета углы атаки. Еще срыв широко применяется у пилотажников при выполнении штопорных фигур. Но это больше исключения и к нормальным полетам самолетов отношения не имеет.
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 12:48 | Сообщение # 162 |
|
Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Хорошие выкладки. Почти годные. Только слишком заидеаленные. Выкинуты зависимости. Если вкратце -- получили "сферического коня в вакууме". Немного "холодной воды" на вашу идеальную модель...
Цитата (msl272) срыва потока у бойцовки в режиме полета быть НЕ должно. И реально его НЕТ.
Цитата (msl272) наступает такой момент, когда при дальнейшем увеличении расходов модель при развороте начинает "Колбасить". Это и есть СРЫВ ПОТОКА с крыла.
Противоречите сами себе... "Ты суслика видишь? Нет?! А он -- есть!" (с)Анекдот
Цитата (msl272) Более того, маневренность модели НЕ зависит от скорости. Для доказательства этого приравняем формулы центробежной силы F и подъемной силы Y. останется простая зависимость: R=2*m / ( Cy*S*Po)
Угу. А то, что Сy зависит, от Re, а значит и от скорости? На малых скоростях, когда концы крыла выйдут на Re, где Cy падает?
Цитата (msl272) Для уменьшения радиуса разворота (читай увеличения маневренности модели) необходимо снижать массу модели, увеличивать площадь крыла модели
Согласен на все 100. Снижать удельную нагрузку на крыло -- всегда полезно. Модель с меньшей нагрузкой -- летает лучше.
Цитата (msl272) и выбирать профили крыла которые в нужном диапазоне скоростей обеспечивают максимальное число Cy.
На самом деле выбирать почти не из чего, если учесть, что на бойцовки ставят симметричные профили. Все профили имеют Cymax = 1.0-1.2. Если есть у вас данные симметричного профиля с Cymax=1.5 -- настоятельно прошу сюда.
Цитата (msl272) Минимальный радиус разворота совершенно не зависит от величины углов атаки крыла.
А как же зависимость Cy от угла????? Очень хотелось бы, конечно, чтобы Cymax могла бы сохраняться на любых углах атаки. Мне только один раз попадал такой профиль -- от "Су-26", но он фановый 18%-ной толщины.
Цитата (msl272) 3. Совершенно НЕТ смысла анализировать срывные характеристики профилей.
Опять вы идеализируете. Вы согласны, что в ваших выкладках используется Cymax? Он достигается вблизи закритического угла атаки. А значит перескочить этот предел не составит труда. И в бою так и происходит. Сам ни раз попадал в ситуацию: резко берешь ручку на себя, модель сначала входит в полупетлю, но тут же проваливается на одно крыло и кувыркнувшись летит дальше.
Цитата (msl272) Летать в таких режимах смысла нет никакого, а значит и анализировать данные режимы бесполезное занятие.
Конечно-конечно... А я вот думал, что рвется там, где тонко. Если не учитывать углов и характера срыва, то вы свой Су=1.5 сроду не удержите, т.к. вас будет, как вы говорите, "колбасить" раньше, чем хотелось бы.
Вообще, вы оперируете только одной цифрой Cy. А она, между прочим, очень плавает по размаху.
Кстати, при малом удлинении реальный угол атаки на концах крыла значительно выше чем у корня из-за концевого перетока. Угол скоса alfa=Cy/L, где L -- удлинение. Вот и причина "кувырков".
И еще, ваш "конь" движется не в вакууме. Вокруг - воздух. Даже если он неподвижен, то при движении по кругу, какой угол по отношению к модели будет иметь образованный поток? только из-за кругового движения? (башка болит -- пока считать не хочется) Тоже ИМХО со свистом вылетаете за те самые "13 градусов" со своим радиусом в 3 метра.
Цитата (msl272) В большой авиации Срыв потока оценивается в качестве нестандартного режима полета для увеличения безопасности при совершении пилотом ошибки.
А не замечали на большой авиации более толстых корневых и тонких концевых профилей, наплывов у корня? Хоть это и рассматривается, как нестандартный режим, но сделано все, что можно, чтобы не влияло. Обеспечивают более ранный КОРНЕВОЙ срыв.
Цитата (msl272) Еще срыв широко применяется у пилотажников при выполнении штопорных фигур. Но это больше исключения
 3Д пилотажникам только об этом не говорите -- порвут нахрен.
Цитата (msl272) И, как показывает практика, очень имеет смысл анализировать некоторые профили на углах 15 град. и выше.
Имеет смысл анализировать крыло в целом, а не профиль в отдельности. Опять же из-за малого удлинения закритический угол смещается в бОльшую сторону. Срыв образуется на много позже. Вернее, отдельно профиль тоже стоит анализировать, но не для рассчета маневренности.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| LaGG_Fighter | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 14:20 | Сообщение # 163 |
|
Генерал-майор
Группа: Пользователи
Сообщений: 550
Статус: Offline
| Маневренность нужно рассматривать не просто как вёрткость и способность развернуться за предельно малое время...
Важно какая тяга есть, а тяга существенно зависит от скорости.
При перетяжелённом самолёте (30г/дм2 против 26 которые должны были быть) приходилось чаще совершать форсированный разворот, т.е. тяги не хватало. Если рули в потоке то можно и на месте вертеться, тем-более при большой тяговооружённости... Но желательно всё-же иметь тягу достаточную для совершения узкого виража на большой скорости.
Цитата (Mikele_P) Если есть у вас данные симметричного профиля с Cymax=1.5 -- настоятельно прошу сюда.
Цитата (msl272) А есть профиля которые до 20 градусов чувствуют себя абсолютно нормально и имеют максимальное качество при 15-18 градусах.
Целесообразно подбирать именно те профиля которые имеют лучшее соотношение подъёмной силы к сопротивлению при высоком Су, только так можно обеспечить высокую маневренность.
Если нужно наоборот совершать предельно резкие манёвры с торможениями и разгонами, то тут подойдёт короткое крыло имеющее максимально возможное соотношение Сумакс/Схмин но мне было с таким крылом не очень-то удобно... Да, мог кого угодно догнать, и мог до кого угодно довернуть... Но не мог сделать того и другого одновременно...
|
| |
| |
| Mikele_P | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 18:22 | Сообщение # 164 |
|
Свой Чувак !!!
Группа: Модераторы
Сообщений: 1468
Статус: Offline
| Цитата (LaGG_Fighter) Целесообразно подбирать именно те профиля которые имеют лучшее соотношение подъёмной силы к сопротивлению при высоком Су, только так можно обеспечить высокую маневренность.
Хорошая мысль. Надо обдумать.
Я думал про смещение ЦТ назад для увеличения момента тангажа, как на современных истребителях. Только не знаю, позволяют ли пользоваться гироскопами на бойцовках? Можно было бы попробовать с очень задней центровкой и гироскопом по тангажу в режиме удержания.
=============================================================
Воздух держит только тех, кто на него рассчитывает
=============================================================
|
| |
| |
| Leo | Дата: Воскресенье, 30.06.2013, 19:21 | Сообщение # 165 |
 Генерал
Группа: Проверенные
Сообщений: 2012
Статус: Offline
| msl272,
Добавлю от себя, как от инициатора рассуждений на эту тему. Вобще вопрос стоял в том, что мои модели имели срыв на низких скоростях. Теперь его нет. Посадки в "свою" зону - не редкость. Это очень важно - это 100 очков. Далее, как тут уже говорилось, сверхманевренность ведет к потере скорости. Тут важное отличие от кордовых - да, там и скорость и меневренность, но летают они на плоскости и попасть в ленту проще. Но со стороны напоминает привязанный к веревке булыжник. Покрути его за веревочку - это кордовый самолет. А в нашем слуае - это одна атака при встрече, либо "змейка" - дла особо одаренных пилотов. Важна и скорость и маневренность, а точнее их оптимальное сочетание. И то и другое вместе невозможны. Так вот - это оптимальное сочетание - для каждого пилота - ИНДИВИДУАЛЬНО. Если Вы хотите построить супермодель - подумайте, есть ли у Вас суперпилот. Постройте обычную и пусть Ваш пилот из нее вырастет. Раз хотите лайт, значит - для ребенка? Постройте ему "торик" для начала. Сделать болид Ф-1 с ограничением веса в 450г невозможно.
С уважением, Захаров Л.С.
|
| |
| |
|
