Динамика-ликбез

Версия 08:53, 19 марта 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(modупругость/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=Vсв 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=Fст/Кск^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке

Fлоб.сопр=Кск^X mg/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"

Fст/Кск^Y=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=20!-------[6]

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

для лк и самолетов -----Kск^2=0.8*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!

Примечание: все поправочные коэф. со знаком звёздочка "*" относятся только к авиамоделям из-за малых габаритов и низких чисел Ре=100 000--300 000!

Воздушная скорость гориз. полёта от аэродинамики и тяги для винтовых самолётов -----Vгор=(2Fст 0.8*АКмах/ро Cyмах Sкр)^0.5,

для авиамоделей на уровне моря,где ро=1.25кг/м3  ---- Vгор=(1.6*Fст/1.25кг/м3 Sу)^0.5=*=(1.6*Fст Как/ро Cyмах)^0.5/САХ

Vпол(м/с)=*=Кла(Fст(Н)/ро(кг/м3))^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=0.5Пи* (Fст/ро)^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла,

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

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

мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла, с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=1.0* (Fст/ро)^0.5/CAX,

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

бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11%, с самолётным винтом-------- Vпол=1.2* (Fст/ро)^0.5/CAX,

пилотажка-классика с двояковыпуклым 12%, с шасси с пилотажным-------- Vпол=1.4* (Fст/ро)^0.5/CAX,

птицелёт с модифицированным 10%, с самолётным-------Vпол=1.5* (Fст/ро)^0.5/CAX,

аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12%, с самолётным-------Vпол=1.6* (Fст/ро)^0.5/CAX,

утка с двояковыпуклым 10%, с самолётным -------Vпол=1.7 (Fст/ро)^0.5/CAX,

для импеллерных монопланов с двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8* (Fст/ро)^0.5/CAX,

короткокрылое бесхвостка-лк со змееобразным 10% с самолётным винтом-------Vпол=2.2* (Fст/ро)^0.5/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 тянущем винтом с не убираемым шасси и подвешенным грузом в полёте---Fх=*=1.1*mg(Тст/АКмах)^0.5

Максимальное лобовое сопротивление самолёта без аэроторчков (БПЛА) в горизонтальном полёте на полном газу----Fх=*=(Fст Fмин)^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)=(0.8*Тст АКмах)^(1/Z)=*=0.9*ТАК^0.5

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

Поглощённая мощность самолёта с шасси в полёте на полном газу эмпирика----Рпог=*=1.1*Fст Vсв

Среднеквадратичное значение физического параметра это нахождение оптимального КПД всей системы:

Крейсерская скорость в пол газа -----Vкрейс=(Vплан Vгор)^0.5=(1.25Vсв Vгор)^0.5=(1.25Vсв Кск Vсв)^0.5=*=1.1Vсв(Кск)^0.5=*=Vсв(ТАК)^0.25

Крейсерская мощность поглощенная в пол газа-----Ркрей=(Рмин Рпог)^0.5=0.75(Рмин Рст)^0.5=0.5Рмин Кмощ^0.5, где Кмощ=(ТАК)^1.5

Крейсерская сила тока потребления в пол газа-----Iкрей=0.75(Iсв Iст)^0.5=0.5 Iсв Кмощ^0.5 или оптимальный Iэд=(Iхх Iкз)^0.5=(Iхх Uакку/Rэд)^0.5

Крейсерская мощность э-потребления в пол газа при КПДвмг=50%-----Рэкрей=*=2* mg Vпл(Тст/АКмах)^0.5

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