Динамика-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 194 промежуточные версии 24 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
  
−
общее уравнение динамики ла в горизонтальном полёте---- это рост скорости полёта от силы текущей тяги  запирается наведённой силой лобового аэродинамического сопротивления---- тогда тяга в горизонтальном полёте уравновешенна Fтек.тяги =Fлоб.сопр,
 
−
 
−
Fтек.тяги = Fст / (Кск)Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке
 
−
 
−
Fлоб.сопр = mg (Кск)X / AKмах---- функция наростания аэросопротивления от скорости движения
 
  
−
коэф.запаса скорости ---Кск=Vмах/Vо,где Vо минимальная скорость потока поддержания веса ла 
+
для порохового ускорителя Vмах=Fст t/mснаряд-----формула импульса
  
−
главная формула авиации----дозвуковая скорость движения ла в вязкой среде
+
для резинового старта Vмах=l(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука
  
−
  (Kск)Z= Tст AKмах=Кт ,где Z=Х+Y
+
  для судов и авто Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта
  
−
Х=1.25Сумах ----степень наростания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
+
для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо ln (mстарт/mснаряд)----формула Циолковского
  
−
Y=0--1 степень падения тяги  от скорости полёта ла зависит от типа
+
для ствольной артиллерии Vмах=(2Fтолчок lствол/mснаряд)^0.5----формула Ньютона
−
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 стопe
+
для рельсотрона Vмах=U(Cконденсатор/mснаряд)^0.5-----формула Джоуля
  
−
Кт=Fст/Fхмин---коэф.запаса тяги---он же перегрузка
+
для движения ла  ------ Vмах=Vо(Тст АКмах)^(1/Z)=Vо Кт^(1/Z)-----формула Книжникова
  
 
   
 
   
−
для турбоджетов----Kск = Tст AKмах
+
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),
  
−
для винтовых гонок----(Kск)1.5=  Tст AKмах
+
[[Файл:Тяга и драга.jpg]]
 +
 
 +
Fтек.тяги=Fст/(Кск)^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке
 
   
 
   
−
для моделей винтовых лк и самолетов ----(Kск)2= Tст AKмах
+
Fлоб.сопр=mg(Кск)^X/AKмах---- функция нарастания аэро-сопротивления от скорости движения
  
−
для мотопарителей-----------(Kск)3= Tст АКмах
+
коэф.запаса скорости ---Кск=Vмах/Vо, где Vо минимальная скорость потока поддержания веса ла
 +
 
 +
Тст=Fст/mg--- тяговооружённость на стопe смотри статью "расчёт самолёта"
  
−
для мультикоптеров и вертолётов----(Kск)2= Tст
+
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"!!!
  
  
−
воздушная скорость горизонтального полёта от тяги на стопе для всех типов ла ----
+
  "Коэф.запаса тяги" крылатого ла прямо пропорционален произведению "тяговооружённости на стопe" и "максимальному аэродинамическому качеству"!!!
  
−
  Vгор=(2Fст AKmax /p Cyопт Sкр (Кск)Z-2 )0.5,где Суопт=Сумах/(1.2-3)
+
  Главная формула авиации----Кт=Tст AKмах=(Kск)^Z , где Z=Х+Y степенной показатель потребляемой мощности от скорости ла
 +
  
−
максимальное аэрокачество  ла  пропорционально  удлинению крыла ла---АКмах=Как Куд, где Куд=Sкр/CAX2
+
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)
  
  
−
  упрощенно Vпол(м/с)=Кла( Fст(н) )0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр летательного аппарата
+
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!
−
для вертолётов с шасси (крыло-несущий винт)  -------Vпол=1.4( Fст )0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
+
  
 +
упрощенно  Vпол(м/с)=Кла(Fст(н))^0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр конкретного типа авиамоделей и тяга на стопе равна весу!
  
−
для дисколётов (автожир)  -------Vпол=4.5( Fст )0.5/D, где диаметр несущего винта  эквивалент САХ крыла!!!
 
  
 +
1)вертолёт с шасси (несущий винт) -------Vпол=1.4 Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
  
−
для мотопарителей с вогнутовыпуклым профилем  -------Vпол=0.9( Fст )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 самолётов с плосковыпуклым и шасси -------Vпол=1.1( Fст )0.5/CAX,
 
  
 +
3)мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=Fст^0.5/CAX,
  
−
для аэрочистых бпла с двояковыпуклым -------Vпол=1.6( Fст )0.5/CAX,
 
  
 +
4)двухмоторный грузовик с плосковыпуклым 13%, подвесом и шасси с пилотажным винтом-------Vпол=1.1Fст^0.5/CAX,
  
−
для коротких лк со змееобразным -------Vпол=2.5( Fст )0.5/CAX,
 
  
−
+
5)полукопия моноплана с шасси и с плосковыпуклым 12% с самолётным винтом----- Vпол=1.2Fст^0.5/CAX,
−
для гонок с тонким симметричным  -------Vпол=3( Fст )0.5/CAX,
+
  
  
−
для турбоджетов с симметричным  -------Vпол=5.5( Fст )0.5/CAX,
+
6)бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11% с самолётным-------- Vпол=1.25 Fст^0.5/CAX,
  
  
−
оптимизация размеров винта для конкретного типа ла
+
7)пилотажка-классика с двояковыпуклым 12% с пилотажным винтом-------- Vпол=1.3 Fст^0.5/CAX,
  
−
Так как ла полетит на винте любого размера и на маленьком скоростном и на большом медленном --- лишь бы тяги хватило!!! Но всегда существует "золотой винт" с оптимальными  параметрами в зависимости от аэродинамики и размеров конкретного ла, который обеспечит максимальную эффективность (КПДвнеш)в заданном режиме полёта!
 
  
−
Ометаемая площадь винтом или так называемый волшебный диск и полный мидель планера имеют оптимальную  зависимость от режима полёта и класса ла ----
+
8)птицелёт с модифицированным 10% с самолётным-------Vпол=1.4 Fст^0.5/CAX,
  
−
Мидель всего планера  определяет полное аэродинамическое сопротивление полёту, а ометаемая площадь винтом  определяет тягу на установившейся скорости в горизонте ---- или как эффективно протащить тушку самолёта сквозь плотность воздуха Fпол=Fсопр!
 
  
−
Fпол=0.5p Sомет (Vпот2-Vпол2)-----Fсопр=0.5p Vпол2 (Sмид Cxмид)
+
9)аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12% с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,
  
−
0.78D2 Vпол2(1/Kуп)0.5-1)=Vпол2 (Sкр Cxo)
 
  
−
0.78D2 (1/Kуп)0.5-1)= Sкр Cy/AKтек
+
10)для импеллеров с  двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8 Fст^0.5/CAX,
  
−
D2=1.28((Kск)Х Sкр Cyопт/AKмах)/ (1/0.71)0.5-1)=1.28((Kск)Х Kуд CAX2 Cyмах/AKмах Копт)
+
 +
11)утка с  двояковыпуклым 10% с самолётным -------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
  
−
Dв=CAXкр(1.3(Kск)Х  Cyмах / (Как Копт))0.5!!! -----для всех типов крылатых авиамоделей
 
  
−
1)для короткокрылого летающего крыла бесхвостка Dв=CAX(1.3х(2.5)х0.8/(2х2))0.5=0.8САХ!
+
12)хотлайнер-гонка с тонким симметричным 8% с гоночным винтом-------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
  
−
2)для мотопланера-парителя Dв=CAX(1.3х(1.5)2х1.6/(1.5х1.2))0.5=1.6САХ!
 
  
−
3)для самолёта с шасси и внешним грузом Dв=CAX(1.3х(1.5)1.5 х1.2/(1.2х1.5))0.5=1.3САХ!
+
13)короткокрылое бесхвостка-лк со змееобразным 10% с самолётным винтом-------Vпол=2.2 Fст^0.5/CAX,
  
−
4)для чистого БПЛА классика Dв=CAX(1.3х(1.6)1.3 х1.0/(1.3х1.84))0.5=1.0САХ!
+
более подробно смотри статью "динамика полёта крылатого ла"
  
−
5)для гоночного хотлайнера  Dв=CAX(1.3х(3.3) х0.7/(1.5х2))0.5=1.0САХ!
 
  
−
6)для пилотажки-бойцовки Dв=CAX(1.3х(2)1.3 х0.9/(1.2х1.7))0.5=1.2САХ!
+
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
  
−
  эмпирически --- D=1.1Сумах САХкр!!!---Н=САХкр!!!
+
  1.8сам----это "самолётный" винт с средними лопастями Кв=0.8--0.9 и Сулоп=1.2--1.3
  
−
  тяга винта на уровне моря на стопе эмпирика  Fст = 0.1 Сумах H D Kn (D Kxх U)2
+
  2.0гон----это высокооборотный "гоночный" винт с узкими лопастями Кв=1.0--1.2 и Сулоп=1.0--1.1
  
−
Тяга винта в динамике  эмпирически-----  Fпол=0.5Fст(H/D)0.5 
 
  
−
для электро ВМГ потребляемая мощность в горизонтальном полёте Р(вт)=Кла(( Fст)3 (H/D) / Tcт)0.5 /CAXкр(м)
+
смотри статьи "типы ла"
  
−
  на стопе  Р(вт)=1.8( Fст)1.5/Dвинта
+
  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