Динамика-ликбез

Версия 19:49, 25 февраля 2025

теория о силовом движении-"динамика" тел в вязкой среде-----автор Книжников ВВ

ПОСВЯЩАЕТСЯ ВСЕМ АВИАТОРАМ![1],[2],[3],[4]

в конечном расчёте нас всегда интересует максимальная скорость прямолинейного горизонтального передвижения носителя от мощности, запаса энергии или тяги

для порохового ускорителя Vмах=Fст t/mснаряд-----формула импульса

для резинового старта Vмах=l(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука 

для водного судна и автомобиля Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта

для космических ракет с переменной массой Vмах=Vист ln (mстарт/mснаряд)----формула Циолковского

для ствольной артиллерии Vмах=(2Fтолчок lствол/mснаряд)^0.5----формула Ньютона 

для рельсотрона Vмах=U(Cконденсатор/mснаряд)^0.5-----формула Джоуля

для движения летательного аппарата  ------ Vмах=Vсвал Кт^(1/Z)-----формула Книжникова

общее уравнение динамики ла в горизонтальном полёте---- это рост скорости полёта от силы текущей тяги запираемой наведённой силой лобового аэродинамического сопротивления---- тогда тяга в горизонтальном полёте уравновешенна общим сопротивлением Fтек.тяги(красный) =Fлоб.сопр(синий),

Fтек.тяги=0.8 Fст/Кск^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке

Fлоб.сопр=0.8 mg Кск^X/AKмах---- функция нарастания аэро-сопротивления от скорости движения

коэф.запаса скорости ---Кск=Vмах/Vо, где Vо минимальная скорость потока поддержания веса ла

Тст=Fст/mg--- тяговооружённость на стопe смотри статью "расчёт самолёта"

0.8 Fст/Кск^Y=0.8 mg Кск^X/AKмах--------------Fст AKмах/mg=Кск^X Кск^Y------------ Tст AKмах=Kск^Z

Кт=Fст/Fхмин=Fст/(mg/АКмах)=Tст AKмах---коэф.запаса тяги или для удобства сокращённо "ТАК"

"Коэф.запаса тяги" крылатого ЛА прямо пропорционален произведению "тяговооружённости на стопe" на "максимальное аэродинамическое качество"!!!

Главная формула авиации----Кт=Tст AKмах=Kск^Z , где Z=Х+Y степенной показатель от коэф. запаса скорости ла

Х=(Фи Сумах)^0.5=(1.1--2) ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла

Y=(1/Кв)^0.5/Фи=(0--1) модуль степени падения тяги от скорости полёта ла зависит от типа движителя (коптерный пропеллер 1.0, половинчатый 0.9, пилотажный 0.8, самолётный 0.7, квадратный винт 0.62, скоростной винт и импеллер 0.5, трд(турбина) 0, пульсирующий реактивный двигатель 0, жидкостный ракетный двигатель 0)

Эмпирика для винтовых ЛА ----Z=*=(Фи Сумах/Кв)^0.5

для турбоджетов---------Kск^1.1=TAK=Кт=(10--11),-----[5]

для квадроракет---------Kск^1.5=Tст=Кт=10-------[6]

для винтовых гонок------Kск^1.62=ТAK=Кт=(8--9),

для лк и самолетов -----Kск^2=TAК=Кт=(6--7), 

для мотопарителей-------Kск^2.62=ТАК=Кт=(4--5),

для вертолётов----------Kск^2=Tст=Кт=(2--3),

для дирижаблей----------Kск^3=Tст=Кт=(0.5--1)

Максимальная поперечная перегрузка в вираже крылатого ла на полном газу прямо пропорциональна g Кт=g Tст AKмах -----в горизонтальном вираже 0.62Ктg----в вертикальном вираже 0.8Кт g-----при выходе из пике (1Кт+1)g!

Воздушная скорость гориз. полёта от аэродинамики и тяги для винтовых самолётов -----Vгор=(2Fст АКмах(Н/D)^0.5/ро Cyмах Sкр )^0.5,

для авиамоделей на уровне моря  ---- Vгор=(2Fст Кв^0.5/ро Sу)^0.5=(1.62Fст Как Кв^0.5/Cyмах)^0.5/САХкр

упрощенно Vпол(м/с)=Кла(Fст(н))^0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр конкретного типа авиамоделей и тяга на стопе равна весу ла Fст=mg

вертолёт с шасси (несущий винт) -------Vпол=1.3 Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла,

дисколёт (автожир) с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=2.6 Fст^0.5/D, где диаметр несущего винта эквивалент САХ крыла,

биплан с шасси с плосковыпуклым 10%, с пилотажным винтом-------Vпол=0.9 Fст^0.5/CAX,

мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла, с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=Fст^0.5/CAX,

двухмоторный грузовик с плосковыпуклым 13%, подвесом и шасси с пилотажным винтом-------Vпол=1.1 Fст^0.5/CAX,

бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11%, с пилотажным винтом-------- Vпол=1.2 Fст^0.5/CAX,

пилотажка-классика с двояковыпуклым 12%, с самолётным-------- Vпол=1.3 Fст^0.5/CAX,

птицелёт с модифицированным 10%, с самолётным-------Vпол=1.4 Fст^0.5/CAX,

аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12%, с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,

утка с двояковыпуклым 10%, с самолётным -------Vпол=1.6 Fст^0.5/CAX,

для импеллерных монопланов с двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.7 Fст^0.5/CAX,

короткокрылое бесхвостка-лк со змееобразным 10% с самолётным винтом-------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,

хотлайнер-гонка с тонким симметричным 8%, с гоночным винтом-------Vпол=1.5 Fст^0.6/CAX,

более подробно смотри статью "динамика полёта крылатого ла"

скорость потока в полёте от тяги на стопе для всех типов винтов---Vпот=Фи(1.4Fст Кв^0.5/ро)^0.5/D=(1.4вер--1.6коп--1.8пил--1.9сам--2.2гон--2.6зол--3.2скор) (Fст/ро)^0.5/D, где 1.4=1/Кзап Пи/4=1/0.91х0.785=1/0.71

где скоростной параметр зависит от типа пропеллера------ например:

1.4вер---- это вертолётный винт с узкими длинными лопастями Кв=шаг/диам=0.3--0.25 и соответственно Сулоп=1.0--1.2

1.6коп----это низкооборотный "коптерный" винт типа "слоуфлай" с овальными лопастями Кв=0.5--0.4 и Сулоп=1.6--1.7

1.75пил----это "пилотажный" винт с плавникомыми лопастями Кв=0.7--0.6 и Сулоп=1.4--1.5

1.9сам----это "самолётный" винт с трапецевидными лопастями Кв=0.9--0.8 и Сулоп=1.3--1.4

2.0гон----это высокооборотный "гоночный" винт с прямоугольными лопастями Кв=1.1--1.0 и Сулоп=1.2--1.3

2.6зол----это высокооборотный "золотой" винт по скорости Кв=2--1.62 и Сулоп=1.2--1.1

3.2скор=Пи---теоретический кинетический предел это высокооборотный "скоростной" импеллер с Кв=4--3 и Сулоп=1--1.1

смотри статьи "типы ла"

для шага пропеллера через кинетику потока---Vпол=Куп Hо fнагрузка=(0.65нано--0.7микро--0.75мини--0.8миди--0.85макси--0.9мега) Сулоп^0.5 Hгеом fст 

рекорды скоростей авиамоделей-----[7]

Лобовое сопротивление гонки при Кв более 1-----Fх=*=0.75(Кт)^0.66 Fмин, где минимальное лобовое сопротивление крылатого ЛА -----Fмин=mg/АКмах

Особенность авиамоделей от пилотируемой малой авиации это использование тяговых винтов с Кв менее 1 и поэтому сила тяги при АКмах всего примерно Fак=0.8Fст!!!

Лобовое сопротивление авиамодели самолёта с не убираемым шасси и подвешенным грузом в полёте---Fх=*=1.1mg(Тст/АКмах)^0.5

Текущее лобовое сопротивление самолёта без аэроторчков (БПЛА) в полёте на полном газу----эмпирика Fх=*=(Fмин Fст)^0.5=Fмин(Кт)^0.5

Скорость сваливания самолёта или минимальная скорость горизонтального полёта----Vсв=(2mg/ро Сумах Sкр)^0.5

Запас скорости авиамодели самолёта----Кск=Кт^(1/Z)=(Тст АКмах)^(1/Z)=ТАК^0.5

Скорость горизонтального полёта на полном газу----Vгор=Vсв Кск

Среднеквадратичное значение физического параметра это нахождение оптимального КПД всей системы:

Крейсерская скорость в пол газа -----Vкрейс=(Vсвал Vгор)^0.5=(Vсв Vгор)^0.5=(Vсв Кск Vсв)^0.5=*=Vсв(Кск)^0.5=Vсв(Кт)^0.25

Крейсерская мощность поглощенная в пол газа-----Ркрей=(Рмин Рпог)^0.5=(Рмин 0.5Рст)^0.5=0.7(Рмин Рст)^0.5=0.7Рмин(Кмощ)^0.5

Крейсерская сила тока потребления в пол газа-----Iкрей=(Iсвал 0.5Iст)^0.5=0.7Iсвал(Кмощ)^0.5 или Iэд=(Iхх Iкз)^0.5=(Iхх Uакку/Rэд)^0.5

Перегрузка ЛА при вираже в пол газа это и есть поперечное ускорение-----а(м/с2)=Кск g

*на самом деле коэф. 1/Пи/4=1/0.785=1.27 связан с числом Фи^0.5=1.618^0.5 и округлён до 1.25, а 0.785 округлён до 0.8*