Алгоритм расчёта БПЛА

Материал из Multicopter Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Алгоритм для профессионального калькулятора--- автор Книжников ВВ

ВСЯ ТЕОРИЯ БПЛА В ФОРМУЛАХ ТТХ (80шт)----все типичные коэф. здесь[1]

аэро-компоновка авиамодели(сокращение):квадроракета(рак)---гоночная скоростная(гон)---летающее крыло-бесхвостка(лк)---грузовой моноплан(сам)---спортивно 
пилотажка(пил)---мотопланер с толкающим пилоном(бпл)---импеллерная реактивка(имп)---биплан(бип)---птицелёт(птиц)---утка(ут)--паритель(пар)

жирным шрифтом выделены прорывные академические формулы в физике ЛА

ФИЗИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР (СИ) АКАДЕМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА---ГОД ОТКРЫТИЯ
1)погодные условия для полёта БПЛА и плотность воздуха на море Vветер=(6микро--10мини--16миди--26макси)м/с, ро=(1.2лето--1.3зима)кг/м3---2010г
2)максимальный коэф. подъёмной силы Сумах=0.8сим--0.9змей--1.0двояковып--1.2плосковып--1.4вогнутовып--1.6птичий---1940г
3)масса полётная, (кг) m=4 mгруз,где mгруз=*=mпланёр=*=mэВМГ,авионика=*=mакку ---2010г
4)площадь крыла, (м2) Sкр=2 mg/po Cyмах Vветер^2---1910г
5)площадь стабилизирующего оперения, (м2) Sстаб=(0.1пар--0.15гон--0.2сам,пт--0.25лк)Sкр, Sкиль=0.5 Sстаб---1930г
6)удлинение крыла ЛА и лопасти ВВ Кудл кр=*=Кудл лоп---2025г
7)средняя аэродинамическая хорда крыла, (м) САХ=(Sкр/Кудл)^0.5---1930г
8)размах крыла, (м) Lкр=САХ Кудл---1910г
9)поперечная устойчивость по крену, (гр) угол излома консоли крыла на hо---а=аrсsin(2 hо/Lкр)---1930г
10)оптим. центровка в % САХ от лобика профиля по ТАУ, где Куст=(0.4перед--0.5норма--0.6зад) Хцм=Куст Аго САХ=Куст b Sстаб/Sкр Сумах, где плечо стаб. b=(1лк--"Фи"пт--2бой--"е"сам--"Пи"бпл--4гон--2"Пи"пар)САХ---2025г
11)оптим. кол-во лопастей, (шт) n=кол-во несущих аэроконсолей---2022г
12)коэф. перекрытия лопастями омет.круга Кпер=Sэф/0.785 D^2=n/Кудл Кв---2025г
13)Аэро-Качество АКмах=Суопт/Схмин=Суопт/(Схпроф +Схвред+Суопт^2/Пи Кудл)---1950г,
14)аэро-мидель планёра, (м2) Sх=Смид Sмид=Схмин Sкр=Сумах Sкр/АКмах---1920г
15)оптим. диаметр многолопастного винта, (м) D=(Пи Sх/№вмг n^0.667)^0.5=*=(1.0трёх--1.1двух)Сумах САХ/№вмг^0.5---2022г
16)оптим. геометрический шаг, (м) Н=(1.4 Sх Сумах/Сул)^0.5---2022г
17)коэф. винта (пропеллер-импеллер) Кв=Н/D, менее единицы тяговые, свыше скоростные---1910г
18)параметр двухлопастного винта, (м2) Sв=Сул Кв D^2---2024г
19)самая главная хар-ка любого винтового ЛА Ксам=№вмг (Cyл D H)/(Cyмах Sкр/АКмах)=№вмг Sв/Sх---2024г
20)коэф. пропульсивный ЛА с ВВ Кпроп*=2.5 n^0.33 Ксам^0.5/Кудл---2024г
21)рабочая площадь одной лопасти винта, (м2) Sл=0.25 Пи (D/Кудл)^2---2023г
22)торсионная геометрическая тяжесть винта, (м4) ТГТВ=Кф n^0.66 Sл Cyл D Н, где форма Кф=(2.5гон--3.2трапеция--3.6овал--4прямой), профиль Сул=1.0скор--1.2гон--1.4сам--1.6коп---2021г
23)оптимальное напряжение аккумулятора, (В) округлить до целых банок Uакку=*=11 (m/№вмг)^0.5---2023г
24)ёмкость аккумулятора, (Ач) С=Q mакку/Uакку,где Q=(100лифер--150липо--240лион)Втч/кг---2000г
25)Коэф. полезного действия электродвигателя КПДэд=100% Рмех/Рэл=1-(Iхх Uакку+1.4 Rэд Iст^2)/Iст Uакку---2010г
26)оптим. сила тока потребления э-двигателем, (А) Iопт=Кгаз (Iхх Uакку/Rэд)^0.5---2010г
27)тяговооружённость ЛА Тст=№вмг Fст/mg=0.5пар--0.75имп--1сам--1.5зд--2коп---1920г
28)оборотистость эд, (Гц/В) Кхх=0.78 (Тст mg/ро №вмг Кв)^0.5 Кудл/Uакку D^2 n^0.33---2025г
29)частота вращения ВМГ на стопе, (Гц) fст=КПДэд Коб fхх, где Коб=(0.8пер--0.85втор--0.9трет--0.95чёт)---2020г
30)частота ВМГ в гориз. полёте, (Гц) f=fст (Рст/Рпол)^0.33=fст (Кв/Ксам)^(1/2Пи)---2020г
31)истинная поступь винта на стопе до срыва, (м) h=2.1 n^0.33 (Cyл Sл Кв)^0.5---2023г
32)сила тяги многолопастной ВМГ на стопе, (Н) Fст=0.72 po (D h fст)^2=ро ТГТВ fст^2---2010г
33)воздушная скорость сваливания, (м/с) Vсв=(2 mg/po Cyмах Sкр)^0.5=Vпл Пи/4---1900г
34)радиус минимального виража, (м) rвир=Vсв^2 Кт^((2/Z)-1)/g=2 m/po Cyмах Sкр---2025г
35)скорость потока в плоскости винта, (м/с) Vв=(1.4 Fст/po)^0.5/D=h fст---2014г
36)теоретическая скорость потока, (м/с) Vтеор=Н fст=(2пар--2.5сам--3.5лк--5гон) Vсв---1920г
37)максимальная воздушная скорость полёта в горизонте , (м/с) Vгор=(1.26сам--1.41лк--2гон) (Fст/ро Sх)^0.5=D f Кпроп=Vсв Кск---2022г
38)Коэф Полезного Действия винта на стопе КПДвнут=100%/(0.5 + 0.9 Кв^0.5 Кудл/Пи n^0.33)---2023г
39)КПД винта внешний в горизонт. полёте КПДвнеш=100%/(0.5 + 0.25 Кудл(Сул/Ксам п^0.66)^0.5)---2025г
40)мех-мощность на валу одной ВМГ на стопе, (Вт) Рмех=Fст (1.4 Fст/ро)^0.5/D КПДвнут---2020г
41)диапазон коэф. оптимума при АКмах Копт=(0.5чистое--0.62торчки) Сумах---2025г
42)коэф.лобового сопротивления крылатого ЛА Сх=(0.5чис--0.62тор) Сумах^2/АКмах---2025г
43)сила лобового сопротивления в горизонт.полёте, (Н) Fх=(0.25чис--0.32тор) ро Сумах Sх Vгор^2=ро Кв Сул Сумах(Пи D^2 f/Кудл)^2/(4чис--Питор)---2025г
44)поглощённая мощность ЛА в полёте на полном газу, (Вт) Рпог=Fх Vгор=0.5 D f Кпроп Кск mg (Тст/АКмах)^0.5---2024г
45)механическая мощность на валу в полёте, (Вт) Рмех=Рпог/КПДвнеш=0.5 Кск D f (Fст Fмин)^0.5---2024г
46)суммарная сила реактивной тяги в полёте, (Н) Fреак=0.18 ро №вмг(1-Кпроп)Сул(D Н fпол)^2---2025г
47)воздушная скорость планирования, (м/с) Vпл=2(mg/po Sкр)^0.5/Cyмах---2025г
48)угол и вертикальная скорость снижения, (м/с) arctanges=1/АКмах и Vсниж=Vпл/АКмах---1930г
49)мин. сопротивления при планировании, (Н) Fмин=mg/АКмах---1930г
50)мин. поглощённая мощность, (Вт) Рмин=Vпл mg/АКмах---1930г
51)аэро-качество винта приведённое к радиусу АКВ=Vокр/Vв=2 Пи 0.75r/h=Fтяги/Fсопр=Пи/Кв---2010г
52)сила тока э-ВМГ на стопе на полном газу, (А) Iст=Fст h Кхх/КПДвнут---2020г
53)масса регулятора хода с проводами, (г) mрх=*=Iст---2010г
54)электромощность на стопе ВВ, (Вт) Рэл=(0.075миди--0.08мини--0.09микро) №вмг n ро D^5 fст^3 Кв^1.5 ---2025г
55)пиковая электромагнитная мощность статора от поколения магнитов (N22--N33--N44--N55), (Вт) Рстатор=Рмах=диаметр(мм) х толщина(мм) (N/22)^1.62=Кпок d(мм) s(мм)---2022г
56)масса э-двигателя с крепежом, (г) mэд=(0.2коп--0.25сам) d(мм) s(мм)---2010г
57)масса э-ВМГ, (г) mэВМГ=mв+mэд+mрх=5%пар--10%лк,бпл--15%сам--20%гон,имп---2010г
58)сила тока в полёте, (А) Iпол=((1винт--2имп) Sв)^0.5 Fреак Кхх---2025г
59)электрическая мощность в полёте, (Вт) Рпол=0.5 Кск (Fст^3/ро Sх)^0.5/КПДвнеш КПДэд---2025г
60)разгрузка электромощности в полёте Км=Кгаз^1.5 Iпол/Iст---2025
61)длина разбега с шасси до точки отрыва, (м) разбег=0.8 Vсв^2/(0.8Тст-1/АКмах) g---1920г
62)коэф.запаса тяги для ЛА Кт=№вмг Fст/Fмин=Тст АКмах=4пар--6сам--8лк--10гон---2021г
63)формула Книжникова----коэф.запаса скорости для самолёта Кск=Vгор/Vсв=Кт^(1/Z)=(Тст АКмах)^(0.38 Сул/Сумах)---2021г
64)поперечная перегрузка на крыло в вираже, (g) kперег= 0.5 Сумах Sкр Vгор^2/mg---1920г
65)относительная толщина профиля крыла, (%) корневище s=(0.1прям--0.13трап--0.16треуг)Сумах^0.5 CAX---2010г
66)сечение полок лонжерона крыла, (см2) Sполк=(1.5верх--1.0ниж) 0.11 Lкр m kпер/s modматериал---1920г
67)максимальная скороподъёмность ЛА, (м/с) Vвер=(Рпог-Рмин)/mg=Vсв (Тст-1.27/АКмах)---1920г
68)максимальный угол возвышения при подъёме а=аrсsin((0.7коп--0.8пил--0.9сам--1гон)Тст-(1/AKmax))---1920г
69)Эффективность Транспортной Системы, (с2/м) ЕТS*=m Vгор/Рпол=КПДвмг АКмах/g Кск=0.05(АКмах/Тст)^(0.5сам--0.4лк--0.3гон)---2022г
70)время автожизни на одной зарядке, (час) time=Q mакку/Рпол Кгаз^1.5---2010г
71)расстояние пробега на одной зарядке, (км) line=3.6 time Vгор Кгаз^0.5---2010г
72)дальность устойчивой радиосвязи, (км) l=1км (Кбюд-Кпог-60дб),где Кбюд(дб)=Купер+Кудип+Купр+Купатч---2020г
73)дальность слышимости шума винта, (км) l=1км (Кшум-Кфон-60дб),где Кшум=(64тян--80тол)дб---2022г
74)момент рулевой машинки, (кг см) Мрм(Н м)=0.067 po Sруль сах.руль (Н f)^2---2010г
75)потребляемая мощность серво, (Вт) Ррм=2 М(Нм) х 6.28 х 1/6 /время (сек)=0.2 М(кгсм)/(период на 60гр)---2010г
76)электро-мощность ВЕС, (ВхА) Рвес=№серво Ррм=(5Вх2А)микро--(6Вх5А)мини--(7.5Вх12А)миди---2010г
77)масса рулевой машинки, (кг) mсерво=Ррм/200Вт/кг ---2010г
78)минимальное расстояние между приемной и передающей антеннами на дроне при ортогональном положении диаграмм Rудал(мм)=20 (Ризл(мВт))^0.5---2008г
79)эффективная площадь радио-отражающей поверхности, (дм2) Sрад=(Sакку+Sэд+№рм Sрм+Sшлейф+Sметалл+Sкарбон)/2---2025г
80)момент инерции ЛА по оси вращения, (кгм2) МИ=сумма (mэлемент rцентр массы^2), МИрыск=*=МИтангаж+МИкрен---1920г
81)условная полётная плотность ЛА, (кг/м3) ρ=mпол/размах х длина х высота---2021г
82)основной материал конструкции планёра, (кг/м3) ρ(г/дм3)=(пен20микро--дер500мини--терм1000миди--реак1500макси--мет3500мега)
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты