Динамика полёта крылатого ла-ликбез

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 теорит диаметр и шаг винта площадь ометанияделить на мидель планера поступь сила тока потреб-ляемая элекро моща частота вращения винта скоростьпотока сила тяги скорость горизон. поглащенная мощност полныйКПД винта пропульсивного коэф. Vпол/Vпот ЭТС--импульс к мощности КПДсистемы винта х пропульс х мотор х акку % мм х мм дм2 мм ампер ватт гц м/с ньютон м/с ватт  % единица 1/м/с2 х100% 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