Динамика-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 154 промежуточные версии 27 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
  
−
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,
+
в конечном расчёте нас всегда интересует максимальная скорость прямолинейного горизонтального передвижения носителя от мощности, запаса энергии или тяги
−
+
−
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 
 
  
−
главная формула авиации----дозвуковая скорость движения ла в вязкой среде
+
для порохового ускорителя Vмах=Fст t/mснаряд-----формула импульса
  
−
  (Kск)Z= Tст AKмах=Кт ,где Z=Х+Y
+
  для резинового старта Vмах=l(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука
  
−
Х=1.25Сумах ----степень наростания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
+
для водного судна и автомобиля Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта
  
−
Y=0--1 степень падения тяги  от скорости полёта ла зависит от типа
+
для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо ln (mстарт/mснаряд)----формула Циолковского
−
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 смотри статью "расчёт самолёта"
+
для ствольной артиллерии Vмах=(2Fтолчок lствол/mснаряд)^0.5----формула Ньютона
  
−
Кт=Fст/Fхмин---коэф.запаса тяги---он же перегрузка
+
для рельсотрона Vмах=U(Cконденсатор/mснаряд)^0.5-----формула Джоуля
 +
 
 +
для движения летательного аппарата  ------ Vмах=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
−
 
+
 
−
для мультикоптеров и вертолётов----(Kск)2= Tст
+
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 
  
−
воздушная скорость горизонтального полёта от тяги на стопе для всех типов полноразмерных винтовых ла -----
 
  
−
  Vгор=1.1(Fст AKmax /p Cyоп Sкр )0.5,
+
  "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
 
   
 
   
−
Суопт=Сумах/Копт=Сумах2/2  и Копт=2/Сумах зависит от типа профиля крыла для авиамодельной размерности!!!
 
  
 +
Х=1.25(Сумах)^0.5 ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
  
−
воздушная скорость горизонтального полёта от тяги на стопе для всех типов авиамоделей при тяговооруженности 1----то есть тяга равна весу Fст=mg!!!
+
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)
  
−
  Vгор=1.4(Fст Как)0.5/САХ Cyмах------смотри статью "Аэродинамика"
+
   
 +
для турбоджетов----Kск=Tст AKмах=(10--11),-----[https://www.youtube.com/watch?v=5uA3RNYpf9U]
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
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)[https://www.youtube.com/watch?v=CzM0APQG7mI]
  
−
упрощенно  Vпол(м/с)=Кла( Fст(н) )0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр летательного аппарата
 
  
−
для вертолётов с шасси (крыло-несущий винт)  -------Vпол=1.4( Fст )0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
 
  
 +
Поперечная перегрузка в вираже крылатого ла на полном газу прямо пропорциональна Кт!!!
  
−
для дисколётов (автожир)  -------Vпол=2.8( Fст )0.5/D, где диаметр несущего винта  эквивалент САХ крыла!!!
 
  
 +
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 мотопарителей с вогнутовыпуклым профилем -------Vпол=( Fст )0.5/CAX,
+
  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 самолётов с плосковыпуклым, подвесом и шасси -------Vпол=1.1( Fст )0.5/CAX,
+
1)вертолёт с шасси (несущий винт) -------Vпол= Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
  
  
−
пилотажка-бойцовка  с плосковыпуклым -------- Vпол=1.3( 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 аэрочистых бпла с двояковыпуклым -------Vпол=1.6( Fст )0.5/CAX,
+
3)мотопаритель с вогнутовыпуклым профилем крыла с винтом типа слоу-флаер-------Vпол=Fст^0.5/CAX,
  
  
−
для коротких лк со змееобразным -------Vпол=2( Fст )0.5/CAX,
+
4)двухмоторный грузовик с плосковыпуклым 13%, подвесом и шасси с пилотажным винтом-------Vпол=1.1Fст^0.5/CAX,
  
−
 
−
для гонок с тонким симметричным  -------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,
  
−
оптимизация размеров винта для конкретного типа ла
 
  
−
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!
+
6)бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11% с самолётным-------- Vпол=1.25 Fст^0.5/CAX,
  
−
Ометаемая площадь винтом или так называемый волшебный диск и полный мидель планера имеют оптимальную  зависимость от режима полёта и класса ла ----
 
  
−
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!
+
7)пилотажка-классика с двояковыпуклым 12% с пилотажным винтом-------- Vпол=1.3 Fст^0.5/CAX,
  
−
Fпол=0.5p Sомет ((Vпот)2-(Vпол)2)-----Fсопр=0.5p (Vпол)2 (Sмид Cxмид)
 
  
 +
8)птицелёт с модифицированным 10% с самолётным-------Vпол=1.4 Fст^0.5/CAX,
  
−
тогда для одновинтовой схемы двухлопастного пропеллера------------ 
 
  
−
Кнап (0.78D2) (Vпол)2((1/Kуп)2-1)=(Vпол)2 (Sкр Cxтек)
+
9)аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12% с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,
  
−
0.7D2 (1/Kуп)2-1)= Sкр (Cy/AKтек)
 
  
−
D2=1.4( Sкр Cyопт/(AKмах /(Kск)Х)) / (1/0.7)2-1)=1.4 ((Kск)Х (Kуд CAX2) (Cyмах2 /2)/(Как Куд )
+
10)для импеллеров с  двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8 Fст^0.5/CAX,
  
 
   
 
   
−
D=CAXкр Cyмах (0.7 (Kск)Х / (Как))0.5!!! -----для всех типов крылатых авиамоделей
+
11)утка с двояковыпуклым 10% с самолётным -------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
  
  
−
для мотопланера-парителя ----- D=1.74САХ!
+
12)хотлайнер-гонка с тонким симметричным 8% с гоночным винтом-------Vпол=2 Fст^0.5/CAX,
  
  
−
для самолёта с шасси и внешним грузом ------D=1.3САХ!
+
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"
  
−
для чистого БПЛА классика ---- D=1.1САХ!
 
  
 +
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
  
−
для пилотажки-бойцовки ---------- D=1.0САХ!
+
1.5коп----это низкооборотный "коптерный" винт типа "слоуфлай" с овальными лопастями Кв=0.4--0.5 и Сулоп=1.6--1.7
−
 
+
−
 
+
−
для гоночного хотлайнера -------  D=0.9САХ!
+
−
 
+
−
 
+
−
для короткокрылого летающего крыла бесхвостка ---------D=0.67САХ!
+
−
 
+
−
 
+
−
  параметры винта на пик мощности вмг--- Dмах=1.1Сумах САХкр!!!---Н=0.9САХкр!!!
+
−
 
+
−
 
+
−
для экономичного полёта типа круиз для многовинтовой справедливо тождество----(n Sомет)=Sмид! , где n=кол-во ВМГ----
+
−
 
+
−
Dкруиз=(1.3 Sмид / n)0.5!!!
+
  
 +
1.7пил----это "пилотажный" винт с широкими лопастями Кв=0.6--0.7 и Сулоп=1.4--1.5
  
−
пересчёт диаметра многолопастного винта от двухлопастного ------ Dтрёхлоп=0.9 D ---- Dчетырёхлоп=0.84 D
+
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
  
−
тяга винта на уровне моря в статике-------  Fст = 0.1 Сулоп H D Kn (D Kxх U)2
 
  
−
Тяга винта в динамике для самолётов -----  Fпол= Fст/(Кск)Y= 0.5 Fст (Кв/Tcт)0.5= (0.4-0.5)Fст
+
смотри статьи "типы ла"
  
−
  для электро ВМГ потребляемая мощность в горизонтальном полёте----Рэл(вт)=0.5Кла Fст(mg (H/D))0.5 /CAXкр КПДвмг
+
  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
  
−
на стопе  Рэл(вт)=1.6( Fст)1.5/D
+
рекорды скоростей авиамоделей-----[https://www.youtube.com/watch?v=oAoBEOJqY0w]

Текущая версия на 09:02, 29 августа 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 водного судна и автомобиля 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 летательного аппарата  ------ Vмах=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 


"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) 


для турбоджетов----Kск=Tст AKмах=(10--11),-----[1]

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)[2]



Поперечная перегрузка в вираже крылатого ла на полном газу прямо пропорциональна Кт!!!


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= 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

рекорды скоростей авиамоделей-----[3]

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=18311»
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты
Группа ВКонтакте