Динамика полёта крылатого ла-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 304 промежуточные версии, сделанные более чем 100 участниками)
Строка 1: Строка 1:
динамика полёта крылатого ла
+
динамика полёта крылатого ла-----автор Книжников ВВ
  
методика хорошо описывает самолётные винты с относительным шагом ш/д=0.6-1.1
+
динамика полёта крылатого ла---это летные хар-ки ла от скорости сваливания Vo до максимальной воздушной скорости в пологом пикировании Vпик,
  
Существуют пять  основных режима работы электро вмг в зависимости от режимов полёта ла----например
+
где соотношение этих скоростей называется коэф запаса скорости по сваливанию Кvзап=Vпик/Vсвал=Vмакси/Vмин=2.5 оптимально для самолёта !
 
   
 
   
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
+
Диапазон от скорости сваливания и до скорости планирования на максимальном аэрокачестве называется аварийный режим----взлёт, посадка, парение!!!  
  
зависимость пиковой силы тока от массы мотора и омического сопротивления  Iпик=(Pтеп/R)0.5=(m(г)/R)0.5!!!----
+
скорость сваливания ла на уровне моря при ро=1.25кг/м3----Vo=4(m /Sкр Cymax)^0.5
  
сила тока вмг от геометрии винта, электромехан. константы и напряжения  Iст=0.08Кр(DKxx)3 (HUакку)2----
 
где коэф . мощности винта Кр=0.6-1.6 зависит от удлинения и профиля лопасти и кол- ва лопастей ( 1-4штуки)
 
  
сила тяги на стопе от геометрии винта,эл-мех.константы и напряжения  Fст=0.1КрHD(DUаккуKxx)2----
+
Диапазон от скорости планирования и до скорости максимальной называется основной режим----крейсер, вираж, гонка!!!
  
мощность потребления вмг на стопе от тяги и теоритической скорости потока Pпот=UаккуIст=FстVтеор=FстHfст
+
скорость планирования на максимальном АК ла----Vпл=5(m /Sкр Cymax)^0.5,
  
подбор диаметра и шага воздушного винта от диаметра и длины статора бесколлектор. мотора (H+D)мм=10(d+l)мм
 
  
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!!!
+
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
  
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=1.1(Kv)2
+
в -20---15 гр для чистых бпла
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)=0.85Iст/HKxx-----тяговооруженность вмг Т=F/mg=(sin a+1/AKmax) -----
+
  
вертикальный набор высоты при большой энерговооруженности ла более 300вт/кг полётной массы,
+
в -10---5 гр для планера [https://www.youtube.com/watch?v=0Q_iWBnNUXU]
тогда максимальная тяга в полёте Fобщ=mg+Fх=1.1mg----
+
  
сила тока от массы ла, геометрии винта и эл-мех.константы I=1.25mgHKxх=12.5mНКхх
+
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
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!!!----
  
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
+
Vплан=(2mg /pо Sкр Cyопт)^0.5=1.6(mg/Куд Сумах))^0.5/CAXкр
  
коэф . относительного запаса скорости полёта  Kv=Vпол/Vпл=(0.81Тст х АКмах)0.5=0.9(Fст/Fxmin)0.5=0.9(Kт)0.5
+
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!!!
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  
макси. скорость гориз. полёта Vпол=0.9Vпл(Kт)0.5 =0.9(mgКпл/Sкр)0.5(Тст х АКмах)0.5=0.9(КплFст x АКмах/Sкр)0.5
+
академическая формула скорости для всех типов крылатых ла с винтовым движителем--------Vмах=Vо Кск=(2mg /Sкр Cyмах)^0.5 (Тст АКмах)^1/Z
  
Кпл=1.5 для вогнутовыпуклого----Кпл=2.0  плосковыпуклого---- Кпл=2.5 двояковыпуклого----Кпл=3.0 симметричного профиля крыла
+
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
 
   
 
   
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=5/4 для несимметричного двояковыпуклого, Х=4/3 для змееобразных Х=3/2 для плосковыпуклого, Х=2 для вогнутовыпуклого!!!
+
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
  сила лоб. сопротивления Fлоб.соп.=mg(Kск)^X/АКмах
  
сила тока в горизонте I=Ixx+FhKu/(KвKпроп)=Fт h Kхх/((h/H)0.5Kпроп)=FНКхх/(Kпроп)0.5=1.1FНКхх
+
максимальное аэрокачество  ла  эмпирически пропорционально  удлинению крыла ---
  
полное КПДвмг+акку=Kвинт Kмотор Какку=72% х 88% х 95%=0.72 x 0.88 х 0.95 = 0.6----
+
АКмах=Как Куд, где Куд=Sкр/CAX^2
  
поглащённая мощность ла в полёте Pпол=FVпол=KПДвмг Кпроп UI=0.6 Кпроп UI-----
+
для авиамоделей на двух-кратной скорости планирования или 2.5Vсвал
  
реактивная тяга по массовому расходу воздуха и приращению скорости потока Fреак=pSVтеор(Vтеор-Vполёт)Кв=
 
0.8 (D Vтеор Kпроп)2 (1-Kпроп)----
 
  
теорит. скорость потока через винт в полёте через просадку частоты вращения Vтеор=Hf=0.81 H Uакку Kxx----
+
самолёт с шасси и грузовым подвесом Как=1----------- Fлоб.сопр = 0.5mg
  
пропульсивного коэф. в зависимости от режима полёта при условии Sомет/Sмид больше 1, Кпроп==h/H----0.7-0.75 горка ---- 0.8-0.85 горизонт ----0.9-0.95 крейсер
+
пилотажка-бойцовка Как=1.2--------------------------- Fлоб.сопр = 0.45mg
+
связь эффективности  пропульсивной системы КПДсистем=КПДв Кпроп=КПДв (Vполёт/Vпоток)
+
  
4) разгруженный режим вмг---это крейсерская скорость горизонтального полёта  на максимальном АК  или скорость планирования при оптимальном угле атаки крыла в полгаза I=mgHKxx/AKmax
+
короткое лк  Как=2------------------------------------Fлоб.сопр = 0.4mg
  
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----Iпик=Iхх
+
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]
  
Например авиамодель паркфлаера самолёта классического типа с шасси и видеокамерой "мотылёк" имеет ттх----
+
гонка-классика Как=1.8--------------------------------Fлоб.сопр = 0.25mg
масса полёт. 225г, площадь крыла 13дм2, удлинение = АКмах=6.3, мидель1.5дм2, змеивидный профиль10%,
+
бк электромотор 1804 массой 16г, мощность 18х4=72вт, Кхх=2400об/мин/в=40гц/в, R=0.23om, липо акку 7.4вх600мач массой 30г, R=0.07om----скорость планирования 6.6 м/с
+
  
+
хотлайнер Как=1.5-------------------------------------Fлоб.сопр = 0.15mg
кпд теор---диаметр и шаг винта---площадь ометания делить на мидель планера---поступь---сила тока---потребляемая элекро моща--- частота вращения винта---скорость потока---сила тяги---скорость горизон. ---поглащенная мощност---полный КПД винта---пропульсивного коэф. Vпол/Vпот----ЭТС импульс к мощности---КПДсистемы винта х пропульс х мотор х акку  
+
 
*%---мм х мм---единица---мм---ампер---ватт---гц---м/с---ньютон---м/с---ватт---%---единица---1/м/с2---%  
+
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*66 152х75     1.2     69   3.8     28   235   16.2     0.92   13.6   12.2     56       0.84   0.1     43  
+
 
*81 152х100     1.2     81   4.0   29.6   230   18.6     1.0   15.0   15     66       0.81   0.11     50  
+
Оптимизация размеров винта для конкретного типа ла
*83 152х125     1.2     95   5.3   39.2   205     19.5     1.2   16   19.2     68       0.82   0.092     49  
+
 
*74 127х90   0.84     71   3.6   26.6   240   17   0.9   13.3   12     58       0.78   0.11     45  
+
эмпирически параметры двухлопастного воздушного винта на пик мощности вмг---диаметр Dмах=1.1Сумах САХкр-----------шаг Н=0.9САХкр
*69 168х95   1.45     78   4.5     33   220   17.2     1   15   15     60       0.87     0.1     45
+
 
все значения таблицы вмг даны для режима максимальной горизонтальной скорости
+
для мотопланера-парителя при Кв=0.5----- D=1.8САХ
принята зависимость лобового сопротивления ла от скорости полёта по степени 4/3 (змеевидный профиль)--Fx=Fмин(Kv)4/3= Fх=mg(Vмах/Vпл)1.33/AKмах-----КПДтеор=FхhKxx/I-----Кв=КПДтеор х Кпроп=0.8(H/D)0.5----при условии Sвин/Sмид>1
+
 
 +
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
 +
 
 +
смотри статью "типы ла-ликбез"
 +
 
 +
воздушный бой---[https://www.youtube.com/watch?v=EQP4x1G7SmE]
 +
 
 +
 
 +
[[Файл:микропланер.jpg]]

Текущая версия на 20:34, 13 сентября 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

смотри статью "типы ла-ликбез"

воздушный бой---[3]


Микропланер.jpg

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты
Группа ВКонтакте