Эмпирика в расчётах

Шпаргалка для авиамоделистов-----автор Книжников ВВ

ПОЛНЫЙ АЛГОРИТМ РАСЧЁТА АВИАМОДЕЛИ САМОЛЁТА!

Список простых приближённых формул для запоминания при расчётах авиамоделей самолётов с плосковыпуклым профилем крыла Сумах=(1.2--1.3) и толщиной 10%--12%, где m-масса полётная в килограммах, Sкр-площадь крыла в м2 , САХ крыла в метрах, плотность воздуха на уровне моря ро=(1.2летом--1.3зимой)кг/м3, Н-шаг и D-диаметр воздушного винта в метрах, Uакку-напряжение в Вольтах, длина хвостового плеча от цм до цд стабилизатора b в метрах, № это кол-во э-ВМГ, оборотистость электродвигателя в Гц/В --- Кхх=Кv/60.

Полётная масса это четыре массы груза---------m(старт)=*=4m(груз), где m(планёр)=m(э-ВМГ+авионика)=m(акку)=m(груз)

Площадь крыла в Sкр=10m(старт)/рекомендуемая нагрузка на крыло при взлёте с руки 50Н/м2=*=50г/дм2  и с колес 100Н/м2=*=100г/дм2  

Центр масс от лобика крыла в сечении САХ в метрах ----Xцм=0.5 b Sстаб/Sкр, или (25%--30%)САХ ---[1]

Площадь киля это половина площади стабилизатора!----Sкиль=Sстаб/2

Скорость сваливания  в м/с ----- Vсв=4 (m/Sкр Сумах)^0.5

Оптимальное напряжение силового аккумулятора в Вольтах под нагрузкой округлить до целых банок----- Uакку=*=11 (m/№)^0.4 

Оптимальный габариты двух-лопастного винта в метрах-----диаметр D=1.1 Сумах CAX(1/№)^0.5, шаг Н=0.9САХ, удлинение лопасти Кудл=*=Куд крыла

Частота вращения на стопе---- fст=(0.7микро--0.75мини--0.8миди)Кхх Uакку

Сила тяги на стопе в Ньютонах с плосковыпуклым профилем винта----- Fст=(0.18двух--0.23трёх)ро D H(D fст)^2 

Пересчёт винта при понижающем редукторе -----(D H)большой=*=Кред (D H)малый

Электрическая  мощность потребления ВМГ в Ваттах на стопе------Pэл=*=0.9 № Fст fст (D H)^0.5 

Сила тока на стопе------Iст=Pэл/Uакку, не более 12С для ЛИПО и 3С для ЛИОН

Пересчёт винта к габаритам статора мотора----- D(см)+H(см)=*=диаметр(мм)+толщина(мм)

Максимальная электромагнитная мощность бк статора в Ваттах----- Рстат(Вт)=*=диаметр(мм)х толщина(мм)

Масса бк мотора и акку в граммах -------mбк(г)=*=Pстат/6  и mлипо(г)=*=Pэл(Вт)

Относительная масса ЭМУ от полётной-----(mв+mбк+mрх+mакку)/mпол=*=0.3пилотаж--0.4скорость--0.5дальность

Аэродинамическое качество модели-полукопии с колёсным шасси и подвесом равно удлинению крыла-----AKмах=*=Как Куд=1.1 Sкр/CAX^2=(5.5--7), где Куд=2Пи оптимально!

Тяговооружённость на стопе не менее ---- Тст=Fст/mg=*=0.5шасси--0.8руки 

Сила лобового сопротивления в горизонтальном полёте на полном газу------ Fx=*=0.5 Fст  

Перегрузка на крыло в вираже  ------ Кт=*=0.8 Тст AKмах=4--5(же)

Длина разбега в метрах ---- Lраз=0.8 Vсв^2/g(0.8Тст-1/АКмах) и пробег без тормоза в два-три раза длиннее

Максимальная скорость горизонтального полёта в м/с ------Vмах=0.8 H fст= Vсв(Тст AKмах)^0.5, оптимально при Vпол=2.5Vсв

Угол подъёма при максимальной скороподъёмности-----а=arcsin (0.8 Тст-1/АКмах)

Скороподъёмность---- Vвер=*=0.31 Рэл/mg

Эффективность горизонтального полёта-пропульсивный коэф. от удлинения лопасти-----КПДпроп=*=3.3 Ксам^0.5/(7.5узк--6.3нор--5.0шир)

Воздушная скорость полёта---Vпол=D fст КПДпроп

Эффективность э-мотора----  КПДэд=*=75%микро--80%мини--85%миди

Эффективность двухлопастной электро-ВМГ в полёте ----КПДвмг=100% КПДпроп КПДэд=45%микро--50%мини--55%миди

Кинетическая  энергия  безмоторного планирования в Джоулях-------Eпл=8 m^2/Sкр  безопасно для человека энергия удара менее 70Дж!

На практике стартовая мех-мощность на валу ДВС в Ваттах у большинства БПЛА, когда гарантирован взлёт не менее-----Рстарт=80m

Для самостоятельного взлёта с ВПП на электро ВМГ стартовая мощность потребления на полном газу не менее 100вт на 1 кг полётной массы

ЭТС=m Vпол/Рэл ---не менее 0.1с2/м

ФИЗИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР	ЭМПИРИКА ДЛЯ РАЗМЕРА АВИАМОДЕЛИ с двухлопастной э-ВМГ
1)погодные условия	ветер до 6м/с, без осадков и видимость более 1км
2)максимальный коэф. подъёмной силы	Сумах=0.8симмет--0.9змееобраз--1.0двояковып--1.2плосковыпуклый--1.6птичий
3)масса полётная, (кг)	mпланёр=*=mэВМГ,авионика=*=mакку=*=0.33 mполёт
4)площадь крыла	Sкр(м2)=mg/(50рука--100шасси)(Н/м2)
5)площадь стабилизирующего оперения	Sстаб(м2)=(0.1пар--0.15гон--0.2сам,пт--0.25лк)Sкр, Sкиль=0.5 Sстаб
6)удлинение крыла ЛА и лопасти	Кудл=(3--4)широк, (5--6)норма, (7--8)узкое
7)средняя аэродинамическая хорда крыла	САХ(м)=Sкр^0.5/(1.6лк--2утка--2.7сам--3.2бпл--4пар)
8)размах крыла	Lкр(м)=Sкр/САХ
9)вэ образный излом крыла	а=(+6голое--+3элерон)гр
10)оптим. центровка в % САХ от лобика профиля по ТАУ	10%ут--15%лк--20%пт--25%сам--30%гон--35%бпл--40%пар
11)оптим. кол-во лопастей	n(шт)=2лк,гон,пт--3бпл,сам--4тан,бип
12)коэф. перекрытия лопастями омет.круга	Кперекр=0.3скоростная--0.4гонка--0.5самолёт--0.6пилотажка--0.8коптер--1импеллер
13)Аэро-Качество	АКмах=(1.3торчки--1.6чистая)Кудл/Сумах
14)аэро-мидель планёра	Sх(м2)=(0.4макси--0.5миди--0.6мини--0.8микро)(Сумах САХ)^2
15)оптим. диаметр многолопастного винта	D(м)=(0.9четыр--1.0трёх--1.1двух)Сумах САХ/№вмг^0.5
16)оптим. геометрический шаг	Н(м)=(0.7лк--0.8ут--0.9сам,гон--1.0бпл)САХ
17)коэф. винта (пропеллер-импеллер)	Н/D=0.4коп--0.6пил--0.8сам--1.0гон--1.6имп
18)параметр двухлопастного винта	Sв(м2)=Сул D Н
19)самая главная хар-ка любого винтового ЛА	Ксам=№вмг Sв/Sх=1лк--1.6сам,бпл--2гон,пар
20)коэф. пропульсивный ЛА с ВВ	Кпроп=(0.4уз--0.5нор--0.6шир)Ксам^0.5
21)рабочая площадь одной лопасти винта	Sл(м2)=(длина 0.7r)(ширина при 0.75r)=0.785(D/Кудл)^2
22)торсионная геометрическая тяжесть винта	ТГТВ(м4)=(2гон--2.5трап--2.8овал--3.2прям)Сул n^0.667 Кв(D^2/Кудл)^2
23)оптимальное напряжение аккумулятора,	Uакку(В)=*=12 (m(кг)/№вмг)^0.38
24)ёмкость аккумулятора	С(Ач)=(100лифер--150липо--240лион)mакку/Uакку
25)Коэф. полезного действия электродвигателя	КПДэд=100%(0.75микро--0.8мини--0.85миди)
26)оптим. сила тока потребления э-двигателем	Iопт(А)=(8микро--10мини--12.5миди)Iхх
27)тяговооружённость ЛА	Тст=0.5пар--0.75имп--1сам--1.5зд--2коп
28)оборотистость эд, (об/мин В)	Кv=30 Кудл(Fст/Кв)^0.5/Uакку D^2
29)частота вращения ВМГ на стопе	fст(Гц)=Uакку Кхх(0.7микро--0.75мини--0.8миди), где Кхх=(Кv/60)
30)частота ВМГ в гориз. полёте	f(Гц)=(0.77микро--0.81мини--0.85миди)fхх
31)истинная поступь винта на стопе	h(м)=(0.4гон--0.45узк--0.5нор--0.6шир)(D Н)^0.5
32)сила тяги многолопастной ВМГ на стопе	Fст(Н)=(0.1гон--0.15сам--0.2пил--0.25коп)ро D Н(D fст)^2
33)воздушная скорость сваливания	Vсв(м/с)=(1.33сам--1.44лк--1.55гон)(mg/ро Sкр)^0.5
34)радиус минимального виража	rвир(м)=2 m/po Cyмах Sкр
35)скорость потока в плоскости винта	Vв(м/с)=h fст
36)теоретическая скорость потока	Vтеор(м/с)=(2пар--2.5сам--3.5лк--5гон) Vсв
37)максимальная воздушная скорость полёта в горизонте	Vгор(м/с)=(0.6лк--0.7сам--0.75гон) f (D Н)^0.5
38)Коэф Полезного Действия винта на стопе	КПДвнут=100%(0.6гон--0.7сам--0.75пил--0.8коп)
39)КПД винта внешний в горизонт. полёте	КПДвнеш=100%(0.65гон--0.6сам--0.55пил--0.5коп)
40)мех-мощность на валу одной ВМГ на стопе	Рмех(Вт)=*=0.75 Fст Vтеор
41)диапазон коэф. оптимума при АКмах	0.31рак--0.38гон--0.45лк--0.5бпл--0.55ут--0.62сам--0.785пар
42)коэф.лобового сопротивления крылатого ЛА	Сх=(0.5чистое--0.62торчки)Сумах^2/АКмах
43)сила лобового сопротивления в горизонт.полёте,	Fпол(Н)=(0.5чис--0.62тор)Fст №вмг(Сул Кв)^0.5
44)поглощённая мощность ЛА в полёте на полном газу,	Рпог(Вт)=(0.9бпл--1сам--1.3лк--1.6имп--2гон) Fст Vсв
45)механическая мощность на валу в полёте	Рмех(Вт)=0.5 Кск D f (Fст Fмин)^0.5
46)сила реактивной тяги в полёте	Fреак(Н)=(0.075узк--0.082нор--0.09шир)ро(Sв fст)^2
47)воздушная скорость планирования	Vпл(м/с)=(1.3сам--1.4лк--1.7гон)(mg/ро Sкр)^0.5
48)угол и мин. вертикальная скорость снижения	угол снижения(10сам--6бпл--3пар)гр, Vсниж(м/с)=Vпл/АКмах
49)мин. сопротивления при планировании	Fмин(Н)=0.5 ро Sх Vсв^2
50)мин. поглощённая мощность ЛА	Рмин(Вт)=0.63 ро Sх Vсв^3
51)аэро-качество винта приведённое к радиусу	АКВ=Пи/Кв
52)сила тока э-ВМГ на стопе на полном газу	Iст(А)=(0.62сам--0.7гон) Fст Кхх (D Н)^0.5
53)масса регулятора хода с проводами	mрх(г)=*=Iст(А)
54)электромощность на стопе	Рэл(Вт)=№вмг Iст Uакку Кгаз^1.5
55)пиковая электромагнитная мощность статора от поколения магнитов (N20--N30--N40--N50),	Рстат(Вт)=(1слаб--2сред--3сил--4сверхсил)d(мм) s(мм)
56)масса э-двигателя с крепежом	mэд(г)=Рмах/Кпок(4сам--5коп)
57)относит. масса э-ВМГ от полётной	5%пар--10%лк,бпл--15%сам--20%гон,имп
58)сила тока в горизонт. полёте	винт Iпол(А)=0.9 Fх Кхх Sв^0.5
59)электрическая мощность в полёте	Рэл(Вт)=(1.2бпл--1.4сам--2.2гон) Fст (Fст/ро Sв)^0.5
60)разгрузка электромощности в полёте	на практике Км=Кгаз (Кв/Ксам)^0.5
61)длина разбега с шасси до точки отрыва	разбег(м)=0.13 Vсв^2/Тст
62)коэф.запаса тяги для ЛА	Кт=Тст АКмах=4пар--6сам--8лк--10гон
63)формула Книжникова----коэф.запаса скорости для самолёта	Vгор/Vсв=Кт^(0.4пар--0.44сам--0.5бпл--0.55лк--0.6имп--0.66гон--0.7рак--0.83реак)
64)поперечная перегрузка на крыло в вираже,	kперегруз(g)=0.8 Кт
65)относительная толщина s профиля крыла, (%)	для моделей sкр/САХ= 10% Сумах^0.5
66)сечение полок из сосны лонжерона крыла	Sполк(см2)=0.16 Lкр m kпер/sкр 350 кгс/см2
67)максимальная скороподъёмность ЛА	Vвер(м/с)=Рэл/mg Пи
68)максимальный угол возвышения при подъёме	норма а=(30--45)гр
69)Эффективность Транспортной Системы	ЭТС(с2/м)=0.05(АКмах/Тст)^(0.5сам--0.4лк--0.3гон)
70)время автожизни на одной зарядке	полгаза время(час)=2.8 Uакку С/Рпол
71)расстояние пробега на одной зарядке	полгаза путь(км)=2.5 time Vгор
72)дальность устойчивой радиосвязи	линк(км)=(1город--6поле)
73)дальность слышимости шума винта	линк(км)=(0.1город--0.6поле)
74)момент рулевой машинки	М(кгсм)=*=0.8 Sруль(дм2)
75)потребляемая электро-мощность серво	Рсерво(Вт)=до(2микро--5мини--15миди)
76)электро-мощность ВЕС, (ВхА)	(5Вх2А)микро--(6Вх5А)мини--(7.5Вх12А)миди
77)масса рулевой машинки	до(10микро--20мини--50миди)г
78)минимальное расстояние между приемной и передающей антеннами на дроне при ортогональном положении диаграмм	Rудал(мм)=10 (Ризл(мВт))^0.5
79)эффективная площадь радио-отражающей поверхности	до(0.5микро--5мини--50миди)дм2
80)момент инерции ЛА по оси вращения	МИ(кгм2)=до(0.01микро--0.1мини--1миди--10макси)
81)условная полётная плотность ЛА	ρ(г/дм3)=mпол/размах х длина х высота=3лёгкий--6оптима--12тяжёлый
82)основной материал конструкции планёра, (кг/м3)	ρ(г/дм3)=(пенопласт20микро--дерево500мини--термопластик1000миди--реактопластик1500макси--металл3500мега)