Динамика-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 224 промежуточные версии 40 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
теория о движении тел в вязкой среде-----автор формул Книжников ВВ
+
теория о движении-"силовая динамика" тел в вязкой среде-----автор Книжников ВВ
  
 +
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(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука
 +
 +
для судов и авто Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта
 +
 +
для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо 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 ла  ------ Vмах=Vо(Тст АКмах)^(1/Z)=Vо Кт^(1/Z)-----формула Книжникова
  
−
общее уравнение динамики ла в горизонтальном полёте---- это сила текущей тяги уравновешенна наведённой силой лобового аэродинамического сопротивления---- тогда тяга в горизонтальном полёте Fтек.тяги =Fлоб.сопр,
 
 
   
 
   
−
Fтек.тяги = Fст Ко / (Кск)Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке
+
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),
 +
 
 +
[[Файл:Тяга и драга.jpg]]
 +
 
 +
Fтек.тяги=Fст/(Кск)^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке
 
   
 
   
−
Fлоб.сопр = mg (Кск)X / AKмах---- функция наростания аэросопротивления от скорости движения  
+
Fлоб.сопр=mg(Кск)^X/AKмах---- функция нарастания аэро-сопротивления от скорости движения  
  
−
коэф.скорости ---Кск=Vмах/Vо,где Vо минимальная скорость потока поддержания веса ла
+
коэф.запаса скорости ---Кск=Vмах/Vо, где Vо минимальная скорость потока поддержания веса ла
 +
 
 +
Тст=Fст/mg--- тяговооружённость на стопe смотри статью "расчёт самолёта"
  
−
главная формула авиации----дозвуковая скорость движения ла в вязкой среде
+
Fст/(Кск)^Y=mg(Кск)^X/AKмах---------------Fст AKмах/mg=(Кск)^X(Кск)^Y-------------Tст AKмах=(Kск)^Z
 +
 +
Кт=Fст/Fхмин=Tст AKмах---коэф.запаса тяги и она же максимальная поперечная перегрузка ла при вираже с минимальным радиусом поворота в единицах "же"!!!
  
−
(Kск)Z=Ко Tст AKмах=Кт ,где Z=Х+Y
 
  
−
Х=1.2(Сумах) ----степень наростания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
+
"Коэф.запаса тяги" крылатого ла прямо пропорционален произведению "тяговооружённости на стопe" и "максимальному аэродинамическому качеству"!!!
  
−
Y=0--1 степень падения тяги  от скорости полёта ла зависит от типа
+
Главная формула авиации----Кт=Tст AKмах=(Kск)^Z , где Z=Х+Y степенной показатель потребляемой мощности от скорости ла
−
движителя (тяговый пропеллер и импеллер 1.0,квадратный винт 0.7, скоростной винт 0.5, трд(турбина) 0, пульсирующий реактивный  двигатель 0, жидкостный ракетный двигатель 0)
+
   
  
−
Тст=Fст/mg--- тяговооружённость на стопе
+
Х=1.25(Сумах)^0.5 ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
  
−
Ко---поправочный коэф. зависит от типа летательного аппарата
+
Y=(0--1) модуль степени падения тяги  от скорости полёта ла зависит от типа движителя (тяговый пропеллер  и импеллер-1.0, квадратный винт-0.7, скоростной винт-0.5, трд(турбина)-0, пульсирующий реактивный  двигатель-0, жидкостный ракетный двигатель-0)
  
−
Кт=Fст/Fхмин---запас тяги
 
  
 +
примеры поперечной перегрузки для  авиации
 +
 +
для турбоджетов----Kск=Tст AKмах=(10--11),
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для винтовых гонок----(Kск)^1.5=Tст AKмах=(8--9),
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для лк и самолетов ----(Kск)^2=Tст AKмах=(6--7),
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для мотопарителей-----------(Kск)^2.5=Тст АКмах=(4--5),
 +
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для вертолётов----Kск^2=Tст=(1.5--2),
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
для квадроракет и мультикоптеров----Kск^1.5=Tст=(3--10).
  
−
1) для реактивных снарядов (ракеты) и дирижаблей---- (Kск)2= Tст
 
  
−
2) для турбоджетов----Kск = Tст AKмах
+
воздушная скорость горизонт. полёта от аэродинамики и тяги для всех типов ла -----Vгор=(2Fст Как Кв Cyлоп/ро Cyкр)^0.5/САХ  , при Cyлоп=1.25Cyкр!
  
−
3) для винтовых гонок----(Kск)1.5=  Tст AKмах
+
упрощенно  Vпол(м/с)=Кла(Fст(н))^0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр конкретного типа авиамоделей и тяга на стопе равна весу!
−
+
−
4) для моделей винтовых лк и самолетов ----(Kск)2= Tст AKмах
+
  
−
5) для мультикоптеров и вертолётов----(Kск)2= 2 Tст
 
  
−
6) для мотопарителей-----------(Kск)3= Tст АКмах
+
1)вертолёт с шасси (несущий винт) -------Vпол=1.4 Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
  
−
скорость полёта от тяги на стопе для всех типов  ла -----
 
  
−
Vпол=(3 Fст Как /р Сумах (Кск)Х+Y-2)0.5/CAX,
+
2)дисколёт (автожир) с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=2.8 Fст^0.5/D, где диаметр несущего винта  эквивалент САХ крыла!!!
  
−
для вертолётов с шасси (крыло-несущий винт) Х=1, У=1-----Vпол=1.55( Fст Как / Сумах )0.5/CAX,
 
−
Как =1, Сумах=1, -------Vпол=1.5( Fст )0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
 
  
 +
3)мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=Fст^0.5/CAX,
  
−
для мотопарителей с вогнутовыпуклым профилем Х=2, У=1-----Vпол=1.55( Fст Как / Сумах Кск)0.5/CAX,
 
−
Как =1.3, Сумах=1.6, Кск=2-------Vпол=( Fст )0.5/CAX,
 
  
 +
4)двухмоторный грузовик с плосковыпуклым 13%, подвесом и шасси с пилотажным винтом-------Vпол=1.1Fст^0.5/CAX,
  
−
для самолётов с плосковыпуклым и шасси Х=1.5, У=1-----Vпол=1.55( Fст Как / Сумах (Кск)0.5)0.5/CAX,
 
−
Как =1, Сумах=1.2, Кск=2.5-------Vпол=1.1( Fст )0.5/CAX,
 
  
 +
5)полукопия моноплана с шасси и с плосковыпуклым 12% с самолётным винтом----- Vпол=1.2Fст^0.5/CAX,
  
−
для аэрочистых бпла с двояковыпуклым Х=1.3, У=0.7-----Vпол=1.55( Fст Как / Сумах)0.5/CAX,
 
−
Как =1.1, Сумах=1, (Кск=3)-------Vпол=1.6( Fст )0.5/CAX,
 
  
 +
6)бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11% с самолётным-------- Vпол=1.25 Fст^0.5/CAX,
  
−
для коротких лк со змееобразным Х=1.3, У=0.7-----Vпол=1.55( Fст Как / Сумах)0.5/CAX,
+
 
−
Как =2, Сумах=1, (Кск=4)-------Vпол=2.2( Fст )0.5/CAX,
+
7)пилотажка-классика с двояковыпуклым 12% с пилотажным винтом-------- Vпол=1.3 Fст^0.5/CAX,
 +
 
 +
 
 +
8)птицелёт с модифицированным 10% с самолётным-------Vпол=1.4 Fст^0.5/CAX,
 +
 
 +
 
 +
9)аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12% с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,
 +
 
 +
 
 +
10)для импеллеров с  двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8 Fст^0.5/CAX,
  
 
   
 
   
−
для гонок с тонким симметричным Х=1, У=0.5-----Vпол=1.55( Fст Как (Кск)0.5/ Сумах)0.5/CAX,
+
11)утка с  двояковыпуклым 10% с самолётным -------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
−
Как= 1.3, Сумах=0.7, Кск=4.4-------Vпол=3( Fст )0.5/CAX,
+
  
  
−
для турбоджетов с симметричным Х=1, У=0-----Vпол=1.55( Fст Как Кск/ Сумах )0.5/CAX,
+
12)хотлайнер-гонка с тонким симметричным 8% с гоночным винтом-------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
−
Как =1.1, Сумах=0.8, Кск=6.5-------Vпол=4.5( Fст )0.5/CAX,
+
  
  
 +
13)короткокрылое бесхвостка-лк со змееобразным 10% с самолётным винтом-------Vпол=2.2 Fст^0.5/CAX,
 +
 +
более подробно смотри статью "динамика полёта крылатого ла"
 +
 +
 +
скорость потока в полёте от тяги на стопе для всех типов авиамоделей---Vпот=2(Fст Сулоп Кв/ро)^0.5/D=(1вер--1.5коп--1.7пил--1.8сам--2гон)(Fст)^0.5/D
 +
 +
где скоростной параметр зависит от типа пропеллера----
 +
 +
1.0вер---- это вертолётный винт с узкими длинными лопастями Кв=шаг/диам=0.2--0.3 и Сулоп=1.2--1.3
 +
 +
1.5коп----это низкооборотный "коптерный" винт типа "слоуфлай" с овальными лопастями Кв=0.4--0.5 и Сулоп=1.6--1.7
  
−
этс
+
1.7пил----это "пилотажный" винт с широкими лопастями Кв=0.6--0.7 и Сулоп=1.4--1.5
  
−
В физике движения транспортных средств в вязкой среде применяется понятие эффективности транспортной системы (ЭТС) как соотношение поглащенного импульса к потребляемой мощности----масса(кг) х скорость перемещения относительно вязкой среды (м/с) и делить на входную мощность (вт)-----физический смысл это функция обратная ускорению торможения 1/(м в с2), чем ниже торможение тем выше этс!
+
  1.8сам----это "самолётный" винт с средними лопастями Кв=0.8--0.9 и Сулоп=1.2--1.3
  
−
Pвх=Рпогщ/КПДвмг=FтекVпол/КПДвмг=(mgTст/(Кск)Y) ((Kск)Х Vплан)/КПДвмг=(Kмощ)(mgVплан)/КПДвмг(Кск)Y,
+
2.0гон----это высокооборотный "гоночный" винт с узкими лопастями Кв=1.0--1.2 и Сулоп=1.0--1.1
  
−
где Kмощ=(Кск)X Tст= Рстоп/Рмин--коэф.запаса мощности
 
  
−
ЭТС=mVпол/Pвх=КПДвмг (Кск)Y / Tg=КПДвмг (Кск)Y АКмах/gКт =0.1КПДвмг (Кск)Y АКмах / (Кск)Z=0.1КПДвмг АКмах/(Кск)X
+
смотри статьи "типы ла"
  
−
вывод-----эффективность самолёта прямо пропорциональна общей эффективности вмг КПДвмг=КПДпроп.сис КПДэд КПДакку , максимальному аэродинамическому качеству  и обратна запасу скорости и ускорению свободного падения !!!
+
для шага пропеллера через кинетику потока-----Vпол=Купор Hо fнагрузка=(0.65нано--0.7микро--0.75мини--0.8миди--0.85макси) Hгеом fпол (Сулоп )^0.5

Текущая версия на 13:55, 24 мая 2024

теория о движении-"силовая динамика" тел в вязкой среде-----автор Книжников ВВ

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(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука 

для судов и авто Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта

для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо 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 ла  ------ Vмах=Vо(Тст АКмах)^(1/Z)=Vо 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),

Тяга и драга.jpg

Fтек.тяги=Fст/(Кск)^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке

Fлоб.сопр=mg(Кск)^X/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=Tст AKмах---коэф.запаса тяги и она же максимальная поперечная перегрузка ла при вираже с минимальным радиусом поворота в единицах "же"!!! 


"Коэф.запаса тяги" крылатого ла прямо пропорционален произведению "тяговооружённости на стопe" и "максимальному аэродинамическому качеству"!!!

Главная формула авиации----Кт=Tст AKмах=(Kск)^Z , где Z=Х+Y степенной показатель потребляемой мощности от скорости ла

Х=1.25(Сумах)^0.5 ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла

Y=(0--1) модуль степени падения тяги от скорости полёта ла зависит от типа движителя (тяговый пропеллер и импеллер-1.0, квадратный винт-0.7, скоростной винт-0.5, трд(турбина)-0, пульсирующий реактивный двигатель-0, жидкостный ракетный двигатель-0)


примеры поперечной перегрузки для авиации 

для турбоджетов----Kск=Tст AKмах=(10--11),

для винтовых гонок----(Kск)^1.5=Tст AKмах=(8--9),

для лк и самолетов ----(Kск)^2=Tст AKмах=(6--7), 

для мотопарителей-----------(Kск)^2.5=Тст АКмах=(4--5),

для вертолётов----Kск^2=Tст=(1.5--2),

для квадроракет и мультикоптеров----Kск^1.5=Tст=(3--10).


воздушная скорость горизонт. полёта от аэродинамики и тяги для всех типов ла -----Vгор=(2Fст Как Кв Cyлоп/ро Cyкр)^0.5/САХ , при Cyлоп=1.25Cyкр! 

упрощенно  Vпол(м/с)=Кла(Fст(н))^0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр конкретного типа авиамоделей и тяга на стопе равна весу!


1)вертолёт с шасси (несущий винт) -------Vпол=1.4 Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!


2)дисколёт (автожир) с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=2.8 Fст^0.5/D, где диаметр несущего винта эквивалент САХ крыла!!!


3)мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=Fст^0.5/CAX,


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


5)полукопия моноплана с шасси и с плосковыпуклым 12% с самолётным винтом----- Vпол=1.2Fст^0.5/CAX,


6)бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11% с самолётным-------- Vпол=1.25 Fст^0.5/CAX,


7)пилотажка-классика с двояковыпуклым 12% с пилотажным винтом-------- Vпол=1.3 Fст^0.5/CAX,


8)птицелёт с модифицированным 10% с самолётным-------Vпол=1.4 Fст^0.5/CAX,


9)аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12% с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,


10)для импеллеров с двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8 Fст^0.5/CAX,


11)утка с двояковыпуклым 10% с самолётным -------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,


12)хотлайнер-гонка с тонким симметричным 8% с гоночным винтом-------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,


13)короткокрылое бесхвостка-лк со змееобразным 10% с самолётным винтом-------Vпол=2.2 Fст^0.5/CAX,

более подробно смотри статью "динамика полёта крылатого ла" 


скорость потока в полёте от тяги на стопе для всех типов авиамоделей---Vпот=2(Fст Сулоп Кв/ро)^0.5/D=(1вер--1.5коп--1.7пил--1.8сам--2гон)(Fст)^0.5/D

где скоростной параметр зависит от типа пропеллера---- 

1.0вер---- это вертолётный винт с узкими длинными лопастями Кв=шаг/диам=0.2--0.3 и Сулоп=1.2--1.3

1.5коп----это низкооборотный "коптерный" винт типа "слоуфлай" с овальными лопастями Кв=0.4--0.5 и Сулоп=1.6--1.7

1.7пил----это "пилотажный" винт с широкими лопастями Кв=0.6--0.7 и Сулоп=1.4--1.5

1.8сам----это "самолётный" винт с средними лопастями Кв=0.8--0.9 и Сулоп=1.2--1.3

2.0гон----это высокооборотный "гоночный" винт с узкими лопастями Кв=1.0--1.2 и Сулоп=1.0--1.1


смотри статьи "типы ла" 

для шага пропеллера через кинетику потока-----Vпол=Купор Hо fнагрузка=(0.65нано--0.7микро--0.75мини--0.8миди--0.85макси) Hгеом fпол (Сулоп )^0.5
Источник — «http://multicopterwiki.ru/index.php?title=%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0-%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B1%D0%B5%D0%B7&oldid=17964»
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты
Группа ВКонтакте