Динамика полёта крылатого ла-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 352 промежуточные версии, сделанные более чем 100 участниками)
Строка 1: Строка 1:
−
динамика полёта крылатого ла
+
автор Книжников ВВ
  
−
Существуют пять  основных режима работы электро вмг в зависимости от режимов полёта ла----например
+
[[Файл:динамика.jpg]]
 +
 
 +
Динамика полёта крылатого ла---это летные хар-ки ла от скорости сваливания Vo до максимальной воздушной скорости в пологом пикировании Vпик,
 +
 
 +
'''Vпол=(2mg/ро Sкр Cy)^0.5, где текущий Cy=0.1--2.0 зависит от профиля крыла и угла атаки'''
 +
 
 +
соотношение этих скоростей называется коэф запаса скорости по сваливанию '''Кск=Vпик/Vсвал=Vмакси/Vмин=2.5--3''' 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 фаз Iпик=(P/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,электромеханической константы и напряжения  Iст=0.1(DKxx)3 (HUакку)2----
 
  
−
сила тяги на стопе от геометрии винта,эл-мех.константы и напряжения питания Fст=0.13HD(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=(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)=0.75Iст/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=1.34mgHKxх=13.4mНКхх
+
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
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=0.62 Cymax 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=(2 mg/pо Sкр Cyопт)^0.5=*=2 (mg/ро Кудл Сумах))^0.5/CAX
  
−
коэф . относительного запаса скорости полёта  Kv=Vполёт/Vпланир=(Тст х АКмах)0.5=(Fст/Fxmin)0.5=(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 горный планер с огромной нагрузкой на крыло m/Sкр=100--200г/дм2 и тонким ламинизированным профилем с острым лобиком.
 +
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  
−
макси. скорость гориз. полёта Vполёт=Vпланир(Kт)0.5 =(mgКпл/Sкр)0.5(Тст х АКмах)0.5=(КплFст x АКмах/Sкр)0.5
+
  Формула скорости для всех типов крылатых ла с винтовым движителем----'''Vгор=(2 mg/pо Cyмах Sкр)^0.5 (Тст АКмах)^(0.38 Сул/Сумах)'''
  
−
Кпл=1.5 для вогнутовыпуклого----Кпл=2.0 плосковыпуклого---- Кпл=2.5 двояковыпуклого----Кпл=3.0 симметричного
+
при AKmax=(1.1нано--1.3микро--1.6мини--2миди) Кудл/Cyмах Ктор----Sкр=Кудл CАХ^2----Sх=Cyмах Sкр/AKmax=Ктор Cyмах^2 CАХ^2/"Фи"мини
 +
 
 +
Vгор="К"(2 Fст/ро Sх)^0.5="К"(2 Fст "Фи"/ро Ктор Cyмах^2 CАХ^2)^0.5="(0.8пар--0.9сам--1.0бпл--1.1лк--1.2имп--1.4гон)" 1.8(Fст/ро Ктор)^0.5/Cyмах CАХ
 +
 
 +
для самолётов с ДВС, "золотым винтом", с плосковыпуклым профилем крыла 12%, колёсным шасси и подкосами----'''Vгор=*=1.4(Fст/ро)^0.5/CАХ'''
 +
 
 +
для авиамоделей с э-ВМГ----Vгор=*=2 (Сул Кв Fст/ро Ктор)^0.5/САХ Сумах^1.5  
 +
 
 +
тяга на стопе----'''Fст=mg Тст=0.6 ро(n Кв)^0.5 D^4 fст^2/Кудл'''------ для классических половинчатых ВВ тяга=*="0.72"(D^2 fст)^2/Кудл
 
   
 
   
−
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=1.5 для плосковыпуклого, Х=2 для вогнутовыпуклого!!!
+
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
 
 +
сила лобового сопротивления ----Fх= Kск^X mg/АКмах=*='''Fмин Кт^0.75бпл'''
 +
 
 +
максимальное аэрокачество  ла  эмпирически пропорционально  удлинению крыла ---
 +
 
 +
'''АКмах=Как Кудл''', где Кудл=Sкр/CAX^2
 +
 
 +
для авиамоделей на двух-кратной скорости планирования или 2.5 Vсвал
 +
 
 +
дисколёт-автожир Как=0.7-------------------------Fх = 0.6 mg
 +
 
 +
биплан с подкосами и шасси Как=0.8--------------------0.55 mg
 +
 
 +
мотопланер-паритель Как=0.9---------------------------0.5 mg
 +
 
 +
моноплан с шасси и грузовым подвесом Как=1-----------'''0.45 mg'''
 +
 
 +
пилотажка-бойцовка Как=1.2--------------------------- 0.4 mg
 +
 
 +
короткое лк  Как=2------------------------------------0.35 mg
 +
 
 +
птицелёт Как=1.3--------------------------------------0.35 mg
 +
 
 +
аэрочистый бпла-классика Как=1.4----------------------0.3 mg------[https://www.youtube.com/watch?v=bMdGB-q63eo]
 +
 
 +
утка с ПГО Как=1.6------------------------------------0.25 mg
 +
 
 +
гонка-классика Как=1.8--------------------------------0.2 mg
 +
 
 +
хотлайнер Как=1.5-------------------------------------0.15 mg
 +
 
 +
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
 
 +
Оптимизация размеров винта для конкретного типа ла
 +
 
 +
эмпирически параметры двухлопастного воздушного винта на пик мощности вмг---'''диаметр Dмах=*=1.1 Сумах САХкр------шаг Н=*=0.9 САХкр'''
 +
 
 +
для мотопланера-парителя при Кв=0.5----- D=1.8 САХ
 +
 
 +
'''для самолёта с шасси и внешним грузом при Кв=0.65------D=1.4 САХ'''
 +
 
 +
для пилотажки-бойцовки при Кв=0.7---------- D=1.3 САХ
 +
 
 +
для птицелёта при Кв=0.75---------- D=1.2 САХ
 +
 
 +
для чистого БПЛА классика при Кв=0.8---- D=1.1 САХ
 +
 
 +
для гонки-классики при Кв=0.9------------D=1.0 САХ
 +
 
 +
для гоночного хотлайнера при Кв=1-------  D=0.9 САХ
 +
 
 +
для короткокрылого лк-бесхвостка при Кв=0.9---------D=0.75 САХ----Н=0.67 САХлк 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
 +
 
 +
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  
−
сила тока в горизонте I=Ixx+FhKu/(KвKпроп)=1.1Fт х h х0.9Kхх/(КвKпроп)=FНКхх/Kпроп=1.25 Fт H Kxx=1.34 Fx H Kxx
+
для э-ВМГ потребляемая мощность в полёте на полном газу----Рэл(вт)=Fст Vмах---- '''круиз в пол-газа Ркрейс=*=Рэл/3'''
  
−
полное КПДвмг+акку=Kвинт Kмотор Какку=70% х 86% х 93%=0.7 x 0.86 х 0.93 = 0.56----
+
на стопе для электро авиамодели по массово-габаритным классам ----- '''Рэл(вт)=(1.7миди--1.85мини--2микро)Fст(Fст/ро)^0.5/D'''
  
−
поглащённая мощность ла в полёте Pпол=FVпол=KПДвмг Кпропульсив UI=0.56 Кпроп UI-----
+
на стопе для ДВС авиамодели с половинчатым винтом на уровне моря------ Рмех(вт)=*="1.4"(Fст)^1.5/D
  
−
реактивная тяга по массовому расходу воздуха  и приращению скорости потока Fреак=pSVпот(Vпот-Vполёт)Кв=
 
−
0.95 (D Vпот Kупор)2 (1-Kупор)----
 
  
−
осевая скорость потока через винт в полёте через просадку частоты вращения Vпоток=Hf=0.81 H Uакку Kxx----
+
сравнительные коэф. ВМГ от крейсерского режима самолёта
  
−
коэф. упора винта или пропульсивного коэф. в зависимости от режима полёта Купор==h/H----0.7-0.75 горка ----      0.8-0.85 горизонт----0.9-0.95 крейсер
+
{| class="wikitable" style="text-align:center"
 +
!ГАЗ
 +
!МОЩНОСТЬ
 +
!ТЯГА
 +
!СКОРОСТЬ
 +
!ПРОБЕГ
 +
!АВТОЖИЗНЬ
 +
|-
 +
|100%
 +
|1
 +
|1
 +
|1
 +
|1
 +
|1
 +
|-
 +
|66%
 +
|1/2
 +
|1/1.5
 +
|1/1.34
 +
|1.5
 +
|2
 +
|-
 +
|'''50%'''
 +
|1/3
 +
|1/2
 +
|1/1.5
 +
|2
 +
|3
 +
|-
 +
|40%
 +
|1/4
 +
|1/2.5
 +
|1/1.6
 +
|2.5
 +
|4
 +
|-
 +
|33%
 +
|1/6
 +
|1/3
 +
|1/2
 +
|3
 +
|6
 +
|-
 +
|25%
 +
|1/8
 +
|1/4
 +
|1/2.4
 +
|3.3
 +
|8
 +
|}
  
−
связь эффективности  пропульсивной системы КПДсистем=КПДв Кпроп=КПДв (Vполёт/Vпоток)
 
  
−
4) разгруженный режим вмг---это крейсерская скорость горизонтального полёта  на максимальном АК и оптимальном угле атаки крыла в полгаза I=mgHKxx/AKmax
+
смотри статью "типы ла-ликбез"
  
−
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----
+
воздушный бой---[https://www.youtube.com/watch?v=EQP4x1G7SmE]

Текущая версия на 15:23, 18 января 2026

автор Книжников ВВ

Динамика.jpg

Динамика полёта крылатого ла---это летные хар-ки ла от скорости сваливания Vo до максимальной воздушной скорости в пологом пикировании Vпик,

Vпол=(2mg/ро Sкр Cy)^0.5, где текущий Cy=0.1--2.0 зависит от профиля крыла и угла атаки

соотношение этих скоростей называется коэф запаса скорости по сваливанию Кск=Vпик/Vсвал=Vмакси/Vмин=2.5--3 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=0.62 Cymax зависит от типа профиля крыла для авиамодельной размерности---- 

Vплан=(2 mg/pо Sкр Cyопт)^0.5=*=2 (mg/ро Кудл Сумах))^0.5/CAX

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 горный планер с огромной нагрузкой на крыло m/Sкр=100--200г/дм2 и тонким ламинизированным профилем с острым лобиком. 

 Формула скорости для всех типов крылатых ла с винтовым движителем----Vгор=(2 mg/pо Cyмах Sкр)^0.5 (Тст АКмах)^(0.38 Сул/Сумах)

при AKmax=(1.1нано--1.3микро--1.6мини--2миди) Кудл/Cyмах Ктор----Sкр=Кудл CАХ^2----Sх=Cyмах Sкр/AKmax=Ктор Cyмах^2 CАХ^2/"Фи"мини

Vгор="К"(2 Fст/ро Sх)^0.5="К"(2 Fст "Фи"/ро Ктор Cyмах^2 CАХ^2)^0.5="(0.8пар--0.9сам--1.0бпл--1.1лк--1.2имп--1.4гон)" 1.8(Fст/ро Ктор)^0.5/Cyмах CАХ

для самолётов с ДВС, "золотым винтом", с плосковыпуклым профилем крыла 12%, колёсным шасси и подкосами----Vгор=*=1.4(Fст/ро)^0.5/CАХ

для авиамоделей с э-ВМГ----Vгор=*=2 (Сул Кв Fст/ро Ктор)^0.5/САХ Сумах^1.5

тяга на стопе----Fст=mg Тст=0.6 ро(n Кв)^0.5 D^4 fст^2/Кудл------ для классических половинчатых ВВ тяга=*="0.72"(D^2 fст)^2/Кудл 

сила лобового сопротивления ----Fх= Kск^X mg/АКмах=*=Fмин Кт^0.75бпл

максимальное аэрокачество ла эмпирически пропорционально удлинению крыла --- 

АКмах=Как Кудл, где Кудл=Sкр/CAX^2

для авиамоделей на двух-кратной скорости планирования или 2.5 Vсвал

дисколёт-автожир Как=0.7-------------------------Fх = 0.6 mg

биплан с подкосами и шасси Как=0.8--------------------0.55 mg

мотопланер-паритель Как=0.9---------------------------0.5 mg

моноплан с шасси и грузовым подвесом Как=1-----------0.45 mg

пилотажка-бойцовка Как=1.2--------------------------- 0.4 mg

короткое лк Как=2------------------------------------0.35 mg

птицелёт Как=1.3--------------------------------------0.35 mg

аэрочистый бпла-классика Как=1.4----------------------0.3 mg------[2]

утка с ПГО Как=1.6------------------------------------0.25 mg

гонка-классика Как=1.8--------------------------------0.2 mg

хотлайнер Как=1.5-------------------------------------0.15 mg

Оптимизация размеров винта для конкретного типа ла 

эмпирически параметры двухлопастного воздушного винта на пик мощности вмг---диаметр Dмах=*=1.1 Сумах САХкр------шаг Н=*=0.9 САХкр

для мотопланера-парителя при Кв=0.5----- D=1.8 САХ

для самолёта с шасси и внешним грузом при Кв=0.65------D=1.4 САХ

для пилотажки-бойцовки при Кв=0.7---------- D=1.3 САХ

для птицелёта при Кв=0.75---------- D=1.2 САХ

для чистого БПЛА классика при Кв=0.8---- D=1.1 САХ

для гонки-классики при Кв=0.9------------D=1.0 САХ

для гоночного хотлайнера при Кв=1------- D=0.9 САХ

для короткокрылого лк-бесхвостка при Кв=0.9---------D=0.75 САХ----Н=0.67 САХлк 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 по массово-габаритным классам ----- Рэл(вт)=(1.7миди--1.85мини--2микро)Fст(Fст/ро)^0.5/D

на стопе для ДВС авиамодели с половинчатым винтом на уровне моря------ Рмех(вт)=*="1.4"(Fст)^1.5/D


сравнительные коэф. ВМГ от крейсерского режима самолёта

ГАЗ МОЩНОСТЬ ТЯГА СКОРОСТЬ ПРОБЕГ АВТОЖИЗНЬ
100% 1 1 1 1 1
66% 1/2 1/1.5 1/1.34 1.5 2
50% 1/3 1/2 1/1.5 2 3
40% 1/4 1/2.5 1/1.6 2.5 4
33% 1/6 1/3 1/2 3 6
25% 1/8 1/4 1/2.4 3.3 8


смотри статью "типы ла-ликбез"

воздушный бой---[3]

Источник — «https://multicopterwiki.ru/index.php?title=%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82%D0%B0_%D0%BA%D1%80%D1%8B%D0%BB%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BB%D0%B0-%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B1%D0%B5%D0%B7&oldid=23180»
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты