Динамика полёта крылатого ла-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 315 промежуточных версий, сделанные более чем 100 участниками)
Строка 1: Строка 1:
−
динамика полёта крылатого ла
+
динамика полёта крылатого ла-----автор Книжников ВВ
  
−
поступь самолётного винта на стопе от геометрии hст=0.5D(Н/D)0.5
+
динамика полёта крылатого ла---это летные хар-ки ла от скорости сваливания Vo до максимальной воздушной скорости в пологом пикировании Vпик,
  
−
сила тяги на стопе от плотности воздуха, площади ометаемого круга  и осевой скорости потока Fст=pSV2=     0.9(Dhfст)2 или  для двухлопастного Fст=0.22HD(Dfст)2
+
где соотношение этих скоростей называется коэф запаса скорости по сваливанию Кvзап=Vпик/Vсвал=Vмакси/Vмин=2.5 оптимально для самолёта !
 +
 +
Диапазон от скорости сваливания и до скорости планирования на максимальном аэрокачестве называется аварийный режим----взлёт, посадка, парение!!!
  
−
частота вращения эл.мотора под нагрузкой на стопе fст=0.73UаккуKxx, где эл-мех.константа Kxx=fxx/Uакку
+
скорость сваливания ла на уровне моря при ро=1.25кг/м3----Vo=4(m /Sкр Cymax)^0.5
  
−
частота вращения эл.мотора  в горизонтальном полёте на полном газу fгор=0.81UKxx
 
  
−
сила тока электро вмг Iобщ=FhKu/Kв+Ixx, где Кu=0.9Кхх
+
Диапазон от скорости планирования и до скорости максимальной называется основной режим----крейсер, вираж, гонка!!!
  
−
кпд винта на стопе Kв=(h/H)0.5=0.7(D/H)0.25
+
скорость планирования на максимальном АК ла----Vпл=5(m /Sкр Cymax)^0.5,
  
−
Существуют пять  основных режима работы электро вмг в зависимости от режимов полёта ла----например
+
 
 +
режим долёта против ветра авиамодели без мотора под углом пикирования к горизонту----глиссада
 
   
 
   
−
1) самый высоконагруженный режим это момент трогания при разбеге на полном газу или  режим стопа характеризуется пиком  момента сопротивления  наведённый тягой винта M=FH/2ПИ на максимальных углах атаки лопастей , то есть максимальное скольжение винта относительно среды и пик мощности мотора ------кратковременная пиковая сила тока через электромотор на максимальной удельной мощности 4-6 вт/г ограниченна удельной тепловой мощностью рассеивания не более 1вт/г при среднем обдуве 15-20 м/с с приращением температуры 100 градусов С плюс температура воздуха!!! для двухлопастного вмг
+
  воздушная скорость пикирования ---Vпике=10(m/Sкр Сумах)^0.5
 +
 
 +
в -30---25 гр для самолёта с шасси и подвесом
  
−
зависимость пиковой силы тока от массы мотора и омического сопротивления  фаз Iпик=(P/R)0.5=(m(г)/R)0.5!!!----
+
в -20---15 гр для чистых бпла
  
−
сила тока вмг от геометрии винта,электромеханической константы и напряжения  Iст=0.1(DKxx)3 (HUакку)2----
+
в -10---5 гр для планера [https://www.youtube.com/watch?v=0Q_iWBnNUXU]
  
−
сила тяги на стопе от геометрии винта,эл-мех.константы и напряжения питания Fст=0.13HD(DUаккуKxx)2----
+
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для безмоторного планера, где эквивалент тяги это проекция в горизонт суммы векторов всех сил при угле глиссады в режиме планирования а(гр)=arctg(1/АКмах), где  Cyопт=0.62Cymax зависит от типа профиля крыла для авиамодельной размерности!!!----
  
−
мощность потребления вмг на стопе от тяги и теоритической скорости потока Pпот=UаккуIст=FстVтеор=FстHfст
+
Vплан=(2mg /pо Sкр Cyопт)^0.5=1.6(mg/Куд Сумах))^0.5/CAXкр
  
−
подбор диаметра и шага воздушного винта от диаметра и длины статора бесколлектор. мотора (H+D)мм=10(d+l)мм
+
видно важную особенность----чтобы быстро планировать против ветра надо разгибать профиль крыла в симметричный и изначально иметь узкое крыло и большую массу ла----типичный кинетический хотлайнер или кроссовый планер!!!
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  
−
2) чуть менее тяжелый режим это набор высоты под углом к горизонту в набегающем потоке или в крутом вираже----разгрузка винта по моменту сопротивления и падение силы тока и мощности потребления в 1.1 раза от режима стопа!!!
+
академическая формула скорости для всех типов крылатых ла с винтовым движителем--------Vмах=Vо Кск=(2mg /pо Sкр Cyмах)^0.5 (Тст АКмах)^1/Z
  
−
коэф. относительного запаса тяги Кт или перегрузка ла в вираже зависит от произведения тяговооруженности Tст на максимальное аэродинамическое качество AKмах ------ Kперегрузка=Кт=Fст/Fxmin=Tст х AKмах=(Kv)2
+
для самолётов с ДВС с двояковыпуклым несимметричным профилем крыла 12%------ Vгор=(2Fст Кв Сул AKmax/ро Cyмах Sкр)^0.5=1.25(Fст AKmax/Sкр)^0.5
−
тяга при подъёме в горку это сумма векторов силы тяжести и аэродинамической нормали крыла и минимального лобового сопротивления ла в полёте или тяговооруженность в горке это сумма синуса угла подъёма а и обратной 1/АКмах=Сх/Су----
+
−
сила тяги Fобщ=Fрезульт+Fх=mg(sin a+1/AKmax)=0.75Iст/HKxx-----тяговооруженность вмг Т=F/mg=(sin a+1/AKmax) -----
+
  
−
вертикальный набор высоты при большой энерговооруженности ла более 300вт/кг полётной массы,
+
для пилотажных авиамоделей самолётов с э-ВМГ------ Vгор=(1.0коп--1.2пил--1.4сам--1.6гон)(Fст Как/Сумах)^0.5/САХкр
−
тогда максимальная тяга в полёте Fобщ=mg+Fх=1.1mg----
+
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
сила лоб. сопротивления Fлоб.соп.=mg(Kск)^X/АКмах
  
−
сила тока от массы ла, геометрии винта и эл-мех.константы I=1.34mgHKxх=13.4mНКхх
+
максимальное аэрокачество  ла эмпирически пропорционально  удлинению крыла ---
  
−
3) режим вмг в горизонтальном полёте на максимальной воздушной скорости ла на полном газе при реактивной тяге запертой лобовым сопротивлением с разгрузкой момента винта в 1.3 раза от стенда
+
АКмах=Как Куд, где Куд=Sкр/CAX^2
  
−
коэф . относительного запаса скорости полёта  Kv=Vполёт/Vпланир=(Тст х АКмах)0.5=(Fст/Fxmin)0.5=(Kт)0.5
+
для авиамоделей на двух-кратной скорости планирования или 2.5Vсвал
  
−
макси. скорость гориз. полёта Vполёт=Vпланир(Kт)0.5 =(mgКпл/Sкр)0.5(Тст х АКмах)0.5=(КплFст x АКмах/Sкр)0.5
 
  
−
Кпл=1.5 для вогнутовыпуклого----Кпл=2.0  плосковыпуклого---- Кпл=2.5 двояковыпуклого----Кпл=3.0 симметричного
+
самолёт с шасси и грузовым подвесом Как=1----------- Fлоб.сопр = 0.5mg
−
+
 
−
зависимость силы лобового сопротивления от запаса скорости полёта ла Fx=mg/AKтек=10m(Kv)Х /AKмax, где----степень Х=1 для симметричного профиля крыла, Х=1.5 для плосковыпуклого, Х=2 для вогнутовыпуклого!!!
+
пилотажка-бойцовка Как=1.2--------------------------- Fлоб.сопр = 0.45mg
 +
 
 +
короткое лк  Как=2------------------------------------Fлоб.сопр = 0.4mg
 +
 
 +
птицелёт Как=1.3--------------------------------------Fлоб.сопр = 0.35mg
 +
 
 +
аэрочистый бпла-классика Как=1.4--------------------- Fлоб.сопр = 0.3mg------[https://www.youtube.com/watch?v=bMdGB-q63eo]
 +
 
 +
гонка-классика Как=1.8--------------------------------Fлоб.сопр = 0.25mg
 +
 
 +
хотлайнер Как=1.5-------------------------------------Fлоб.сопр = 0.15mg
 +
 
 +
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
 
 +
Оптимизация размеров винта для конкретного типа ла
 +
 
 +
  эмпирически параметры двухлопастного воздушного винта на пик мощности вмг---диаметр Dмах=1.1Сумах САХкр-----------шаг Н=0.9САХкр
 +
 
 +
для мотопланера-парителя при Кв=0.5----- D=1.8САХ
 +
 
 +
для самолёта с шасси и внешним грузом при Кв=0.65------D=1.4САХ
 +
 
 +
для пилотажки-бойцовки при Кв=0.7---------- D=1.3САХ
 +
 
 +
для птицелёта при Кв=0.75---------- D=1.2САХ
 +
 
 +
для чистого БПЛА классика при Кв=0.8---- D=1.1САХ
 +
 
 +
для гонки-классики при Кв=0.9------------D=1.0САХ
 +
 
 +
для гоночного хотлайнера при Кв=1------- D=0.9САХ
 +
 
 +
для короткокрылого лк-бесхвостка при Кв=0.9---------D=0.75САХ----Н=0.67САХлк потому что эффективное САХ змееобразного профиля (0.75-0.8)САХлк
 +
 
 +
-пересчёт диаметра многолопастного винта от двухлопастного ------ Dтрёхлоп=0.9 D ---- Dчетырёхлоп=0.84 D
 +
 
 +
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
 
 +
для э-ВМГ потребляемая мощность в полёте на полном газу----Рэл(вт)=Fст Vмах---- круиз в пол-газа Ркрейс=Рэл/3
 +
 
 +
на стопе для электро авиамодели ----- Рэл(вт)=1.7(Fст)^1.5/D
 +
 
 +
на стопе для ДВС авиамодели------ Рмех(вт)=1.3(Fст)^1.5/D
 +
 
 +
 
 +
сравнительные ТТХ э-ВМГ крейсерского режима самолёта
 +
 
 +
ГАЗ------МОЩНОСТЬ-------СКОРОСТЬ-------ПРОБЕГ----------АВТОЖИЗНЬ
 +
 
 +
100%-------1----------------1-------------1--------------1
  
−
сила тока в горизонте I=Ixx+FhKu/(KвKпроп)=1.1Fт х h х0.9Kхх/(КвKпроп)=FНКхх/Kпроп=1.25 Fт H Kxx=1.34 Fx H Kxx
+
66%--------1/2---------1/1.34------------1.5-------------2
  
−
полное КПДвмг+акку=Kвинт Kмотор Какку=70% х 86% х 93%=0.7 x 0.86 х 0.93 = 0.56----
+
50%---------1/3--------1/1.5--------------2-------------3
  
−
поглащённая мощность ла в полёте Pпол=FVпол=KПДвмг Кпропульсив UI=0.56 Кпроп UI-----
+
40%---------1/4--------1/1.7------------2.4-------------4
  
−
реактивная тяга по массовому расходу воздуха  и приращению скорости потока Fреак=pSVпот(Vпот-Vполёт)Кв=
+
33%---------1/6--------1/2---------------3--------------6
−
0.95 (D Vпот Kупор)2 (1-Kупор)----
+
  
−
осевая скорость потока через винт в полёте через просадку частоты вращения Vпоток=Hf=0.81 H Uакку Kxx----
 
  
−
коэф. упора винта или пропульсивного коэф. в зависимости от режима полёта Купор==h/H----0.7-0.75 горка ----      0.8-0.85 горизонт----0.9-0.95 крейсер
+
смотри статью "типы ла-ликбез"
  
−
связь эффективности  пропульсивной системы КПДсистем=КПДв Кпроп=КПДв (Vполёт/Vпоток)
+
воздушный бой---[https://www.youtube.com/watch?v=EQP4x1G7SmE]
  
−
4) разгруженный режим вмг---это крейсерская скорость горизонтального полёта  на максимальном АК и оптимальном угле атаки крыла в полгаза I=mgHKxx/AKmax
 
  
−
5) максимально разгруженный режим вмг это пикирование на полном газу под углом в 30гр, когда винт полностью вырождается в нулевую тягу----максимальная воздушная скорость Vмах=Hfхх= H Uакку Kxx----
+
[[Файл:микропланер.jpg]]

Текущая версия на 15:27, 31 октября 2024

динамика полёта крылатого ла-----автор Книжников ВВ

динамика полёта крылатого ла---это летные хар-ки ла от скорости сваливания Vo до максимальной воздушной скорости в пологом пикировании Vпик,

где соотношение этих скоростей называется коэф запаса скорости по сваливанию Кvзап=Vпик/Vсвал=Vмакси/Vмин=2.5 оптимально для самолёта !

Диапазон от скорости сваливания и до скорости планирования на максимальном аэрокачестве называется аварийный режим----взлёт, посадка, парение!!! 

скорость сваливания ла на уровне моря при ро=1.25кг/м3----Vo=4(m /Sкр Cymax)^0.5


Диапазон от скорости планирования и до скорости максимальной называется основной режим----крейсер, вираж, гонка!!! 

скорость планирования на максимальном АК ла----Vпл=5(m /Sкр Cymax)^0.5,


режим долёта против ветра авиамодели без мотора под углом пикирования к горизонту----глиссада 

воздушная скорость пикирования ---Vпике=10(m/Sкр Сумах)^0.5

в -30---25 гр для самолёта с шасси и подвесом

в -20---15 гр для чистых бпла

в -10---5 гр для планера [1]

для безмоторного планера, где эквивалент тяги это проекция в горизонт суммы векторов всех сил при угле глиссады в режиме планирования а(гр)=arctg(1/АКмах), где Cyопт=0.62Cymax зависит от типа профиля крыла для авиамодельной размерности!!!---- 

Vплан=(2mg /pо Sкр Cyопт)^0.5=1.6(mg/Куд Сумах))^0.5/CAXкр

видно важную особенность----чтобы быстро планировать против ветра надо разгибать профиль крыла в симметричный и изначально иметь узкое крыло и большую массу ла----типичный кинетический хотлайнер или кроссовый планер!!! 

академическая формула скорости для всех типов крылатых ла с винтовым движителем--------Vмах=Vо Кск=(2mg /pо Sкр Cyмах)^0.5 (Тст АКмах)^1/Z

для самолётов с ДВС с двояковыпуклым несимметричным профилем крыла 12%------ Vгор=(2Fст Кв Сул AKmax/ро Cyмах Sкр)^0.5=1.25(Fст AKmax/Sкр)^0.5

для пилотажных авиамоделей самолётов с э-ВМГ------ Vгор=(1.0коп--1.2пил--1.4сам--1.6гон)(Fст Как/Сумах)^0.5/САХкр 

сила лоб. сопротивления Fлоб.соп.=mg(Kск)^X/АКмах

максимальное аэрокачество ла эмпирически пропорционально удлинению крыла --- 

АКмах=Как Куд, где Куд=Sкр/CAX^2

для авиамоделей на двух-кратной скорости планирования или 2.5Vсвал


самолёт с шасси и грузовым подвесом Как=1----------- Fлоб.сопр = 0.5mg

пилотажка-бойцовка Как=1.2--------------------------- Fлоб.сопр = 0.45mg

короткое лк Как=2------------------------------------Fлоб.сопр = 0.4mg

птицелёт Как=1.3--------------------------------------Fлоб.сопр = 0.35mg

аэрочистый бпла-классика Как=1.4--------------------- Fлоб.сопр = 0.3mg------[2]

гонка-классика Как=1.8--------------------------------Fлоб.сопр = 0.25mg

хотлайнер Как=1.5-------------------------------------Fлоб.сопр = 0.15mg

Оптимизация размеров винта для конкретного типа ла 

эмпирически параметры двухлопастного воздушного винта на пик мощности вмг---диаметр Dмах=1.1Сумах САХкр-----------шаг Н=0.9САХкр

для мотопланера-парителя при Кв=0.5----- D=1.8САХ

для самолёта с шасси и внешним грузом при Кв=0.65------D=1.4САХ

для пилотажки-бойцовки при Кв=0.7---------- D=1.3САХ

для птицелёта при Кв=0.75---------- D=1.2САХ

для чистого БПЛА классика при Кв=0.8---- D=1.1САХ

для гонки-классики при Кв=0.9------------D=1.0САХ

для гоночного хотлайнера при Кв=1------- D=0.9САХ

для короткокрылого лк-бесхвостка при Кв=0.9---------D=0.75САХ----Н=0.67САХлк потому что эффективное САХ змееобразного профиля (0.75-0.8)САХлк

-пересчёт диаметра многолопастного винта от двухлопастного ------ Dтрёхлоп=0.9 D ---- Dчетырёхлоп=0.84 D 

для э-ВМГ потребляемая мощность в полёте на полном газу----Рэл(вт)=Fст Vмах---- круиз в пол-газа Ркрейс=Рэл/3 

на стопе для электро авиамодели ----- Рэл(вт)=1.7(Fст)^1.5/D

на стопе для ДВС авиамодели------ Рмех(вт)=1.3(Fст)^1.5/D


сравнительные ТТХ э-ВМГ крейсерского режима самолёта

ГАЗ------МОЩНОСТЬ-------СКОРОСТЬ-------ПРОБЕГ----------АВТОЖИЗНЬ

100%-------1----------------1-------------1--------------1

66%--------1/2---------1/1.34------------1.5-------------2

50%---------1/3--------1/1.5--------------2-------------3

40%---------1/4--------1/1.7------------2.4-------------4

33%---------1/6--------1/2---------------3--------------6


смотри статью "типы ла-ликбез"

воздушный бой---[3]


Микропланер.jpg

Источник — «http://multicopterwiki.ru/index.php?title=%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82%D0%B0_%D0%BA%D1%80%D1%8B%D0%BB%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BB%D0%B0-%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B1%D0%B5%D0%B7&oldid=18544»
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты
Группа ВКонтакте