Динамика полёта крылатого ла-ликбез

Версия 11:37, 28 марта 2020

динамика полёта крылатого ла

методика хорошо описывает самолётные винты с относительным шагом ш/д=0.6-1.1

Существуют пять основных режима работы электро вмг в зависимости от режимов полёта ла----например

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

зависимость пиковой силы тока от массы мотора и омического сопротивления Iпик=(Pтеп/R)0.5=(m(г)/R)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----

мощность потребления вмг на стопе от тяги и теоритической скорости потока Pпот=UаккуIст=FстVтеор=FстHfст

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!!!

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 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, 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

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

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

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

Кпл=1.5 для вогнутовыпуклого----Кпл=2.0 плосковыпуклого---- Кпл=2.5 двояковыпуклого----Кпл=3.0 симметричного профиля крыла

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 тока в горизонте I=Ixx+FhKu/(KвKпроп)=Fт h Kхх/((h/H)0.5Kпроп)=FНКхх/(Kпроп)0.5=1.1FНКхх

полное КПДвмг+акку=Kвинт Kмотор Какку=72% х 88% х 95%=0.72 x 0.88 х 0.95 = 0.6----

поглащённая мощность ла в полёте Pпол=FVпол=KПДвмг Кпроп UI=0.6 Кпроп UI-----

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----

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

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

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

Например авиамодель паркфлаера самолёта классического типа с шасси и видеокамерой "мотылёк" имеет ттх---- 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

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
• 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
• 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 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