Динамика-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 102 промежуточные версии 16 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
теория о движении-"динамики" тел в вязкой среде-----автор  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
+
в конечном расчёте нас всегда интересует максимальная скорость прямолинейного горизонтального передвижения носителя от мощности, запаса энергии или тяги
  
−
для судов и авто Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Джоуля-Ватта
 
  
−
  для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо ln (mстарт/mспут)----формула Циолковского
+
  для порохового ускорителя Vмах=Fст t/mснаряд-----формула импульса
  
−
  для ствольной артиллерии Vмах=(2Езаряда/mснаряд)^0.5=(2Fтолчок lствол/mснаряд)^0.5----формула Ньютона
+
  для резинового старта Vмах=l(Купругость/mснаряд)^0.5------формула Гука
  
−
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 =Fлоб.сопр,
+
  для судов и авто Vмах=Рмех/Fсопр-----формула Ватта
−
+
−
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 
+
для космических ракет с переменной массой Vмах=Vо ln (mстарт/mснаряд)----формула Циолковского
  
−
главная формула авиации----дозвуковая скорость движения ла в вязкой среде
+
для ствольной артиллерии Vмах=(2Fтолчок lствол/mснаряд)^0.5----формула Ньютона
  
−
  (Kск)^Z= Tст AKмах=Кт ,где Z=Х+Y-----формула Книжникова ------ Vмах=Vо(Тст АКмах)^(1/Z)=Vо(Кт)^(1/Z)
+
  для рельсотрона Vмах=U(Cконденсатор/mснаряд)^0.5-----формула Джоуля
  
−
Х=1.25Сумах ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
+
для движения ла  ------ Vмах=Vо(Тст АКмах)^(1/Z)=Vо Кт^(1/Z)-----формула Книжникова
  
−
Y=0--1 степень 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)
+
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),
  
−
Тст=Fст/mg--- тяговооружённость на стопe смотри статью "расчёт самолёта"
+
[[Файл:Тяга и драга.jpg]]
  
−
Кт=Fст/Fхмин---коэф.запаса тяги---он же максимальная поперечная перегрузка ла при вираже с минимальным радиусом поворота!
+
Fтек.тяги=Fст/(Кск)^Y ---- функция падения тяги винта в набегающем потоке
−
 
+
−
примеры для полноразмерной авиации
+
 
   
 
   
−
для турбоджетов----Kск = Tст AKмах = 7-8
+
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"
  
−
для винтовых гонок----(Kск)^1.5= Tст AKмах = 6-7
+
Fст/(Кск)^Y=mg(Кск)^X/AKмах---------------Fст AKмах/mg=(Кск)^X(Кск)^Y-------------Tст AKмах=(Kск)^Z
 
   
 
   
−
для винтовых лк и самолетов ----(Kск)^2= Tст AKмах = 5-6
+
Кт=Fст/Fхмин=Tст AKмах---коэф.запаса тяги и она же максимальная поперечная перегрузка ла при вираже с минимальным радиусом поворота в единицах "же"!!!
  
−
для мотопарителей-----------(Kск)^3= Tст АКмах = 4-5
 
  
−
  для мультикоптеров и вертолётов----(Kск)^2= Tст = 3-4
+
  "Коэф.запаса тяги" крылатого ла прямо пропорционален произведению "тяговооружённости на стопe" и "максимальному аэродинамическому качеству"!!!
−
 
+
−
академическая формула для всех типов крылатых ла -------Vгор=(2Fст AKmax /pо Cyоп Sкр (Kск)^(Z-2))^0.5
+
  
 +
Главная формула авиации----Кт=Tст AKмах=(Kск)^Z , где Z=Х+Y степенной показатель потребляемой мощности от скорости ла
 
   
 
   
−
воздушная скорость горизонтального полёта от тяги на стопе для всех типов  авиамоделей при тяговооруженности 1----то есть тяга равна весу Fст=mg!!!
 
  
−
Vгор=1.4(Fст Как Кв)^0.5/САХ Cyмах------смотри статью "Аэродинамика"
+
Х=1.25(Сумах)^0.5 ----степень нарастания лобового сопротивления от скорости полёта ла зависит от формы профиля крыла
  
−
упрощенно  Vпол(м/с)=Кла( Fст(н) )^0.5/CAX(м), где Кла---динамический параметр конкретного 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)
  
−
для вертолётов с шасси (крыло-несущий винт)  -------Vпол=1.4( Fст )^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
 
  
 +
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).
  
−
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=1.4 Fст^0.5/D, где диаметр винта и есть эквивалент САХ крыла!!!
  
  
−
пилотажка-бойцовка  с плосковыпуклым -------- Vпол=1.2( 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=1.4( 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( Fст )^0.5/CAX,
 
  
 +
5)полукопия моноплана с шасси и с плосковыпуклым 12% с самолётным винтом----- Vпол=1.2Fст^0.5/CAX,
  
−
для турбоджетов с симметричным  -------Vпол=3( Fст )^0.5/CAX,
 
  
 +
6)бойцовка-истребитель с плосковыпуклым 11% с самолётным-------- Vпол=1.25 Fст^0.5/CAX,
  
−
смотри статью "типы ла"
 
  
 +
7)пилотажка-классика с двояковыпуклым 12% с пилотажным винтом-------- Vпол=1.3 Fст^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!
+
8)птицелёт с модифицированным 10% с самолётным-------Vпол=1.4 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!
+
9)аэрочистое бпла с двояковыпуклым 12% с самолётным-------Vпол=1.5 Fст^0.5/CAX,
  
−
Fпол=0.5pо Sомет (Vпот^2-Vпол^2)-----Fсопр=0.5pо (Vпол)^2 (Sмид Cxмид)
 
  
 +
10)для импеллеров с  двояковыпуклым 9%-------Vпол=1.8 Fст^0.5/CAX,
  
−
тогда для одновинтовой схемы двухлопастного пропеллера------------ 
 
−
 
−
D^2=1.4 Kск^Х Kуд CAX^2 Суопт/(Как Куд )
 
−
 
−
при Суопт=Сумах/Копт=0.5Сумах^2  и Копт=2/Сумах зависит от типа профиля крыла для авиамодельной размерности!!!
 
 
   
 
   
−
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
  
 +
1.7пил----это "пилотажный" винт с широкими лопастями Кв=0.6--0.7 и Сулоп=1.4--1.5
  
−
для гоночного хотлайнера -------  D=0.9САХ!
+
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
  
−
для короткокрылого лк-бесхвостка ---------D=0.7САХ!
 
  
 +
смотри статьи "типы ла"
  
−
  эмпирически параметры винта на пик мощности вмг--- Dмах=1.1Сумах САХкр!!!-----------Н=0.9САХкр!!!
+
  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
−
 
+
−
 
+
−
для экономичного полёта типа круиз для многовинтовой справедливо тождество----(n Sомет)=Sмид! , где n=кол-во ВМГ----
+
−
 
+
−
Dкруиз=(1.3 Sмид / n)^0.5!!!
+
−
 
+
−
 
+
−
пересчёт диаметра многолопастного винта от двухлопастного ------ Dтрёхлоп=0.9 D ---- Dчетырёхлоп=0.84 D
+
−
 
+
−
 
+
−
тяга двухлопастного винта на уровне моря в статике-------
+
−
 
+
−
для ДВС Fст = 0.2 H D (D fст)^2
+
−
 
+
−
для электро  Fст = 0.12 H D (D Kxх Uакку)^2
+
−
 
+
−
Тяга винта в динамике для самолётов -----  Fпол= 0.5Fст (Кв/Тст)^0.5  или эмпирически  Fпол= 0.5Fст!!!
+
−
 
+
−
для э-ВМГ потребляемая мощность в полёте на полном газу----Рэл(вт)=0.5Кла Fст(mg (H/D))^0.5 /CAXкр КПДвмг---- круиз в пол-газа Ркр=Рст/3!!!
+
−
 
+
−
на стопе электро----- Рэл(вт)=1.8(Fст)^1.5/D
+
−
 
+
−
на стопе ДВС------ Рмех(вт)=1.35(Fст)^1.5/D
+
−
 
+
−
более подробно смотри статью "динамика полёта крылатого ла"
+

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