Несущие крылья. Часть 2. Геометрия крыла.

Граф
flysnake:

В этом примере появилось скольжение. Проверить очень легко. Представь, что фюзеляж - палочка и установочный угол атаки равен 5.

А если установочный угол будет равен нулю? Фюзеляж просто крутится вокруг своей оси и все.
Приклейте полоску бумаги в виде крыла с V к этой палочке-фюзеляжу и покрутите как Вовик предлагает - на 90 град. Очень наглядно. 😃

Taboo

Из выше сказанного получается, что самый принципиальный вопрос - относительно чего крутить? Корневой хорды или вектора скорости?

Что такое крен? 😵

Граф

Это вообще не вопрос. Несколькими постами выше vovic пояснил относительно какой плоскости ведется отсчет крена. 😃

IgorG
Граф:

А если установочный угол будет равен нулю? Фюзеляж просто крутится вокруг своей оси и все.
Приклейте полоску бумаги в виде крыла с V к этой палочке-фюзеляжу и покрутите как Вовик предлагает - на 90 град. Очень наглядно. 😃

Так понятнее?

To Taboo:

крыло вращается вокруг главной оси инерции.

Граф

У вас ось вращения упорно не совпадает с корневой хордой. Ну, хорошо. Только ответьте прямо. В опыте с аэродинамической трубой, если зафиксировать корневую хорду и относительно нее задать крен, крыло выпрямится, или нет?

vovic
Граф:

Другое дело, может подправить в статье объяснение механизма действия первой компоненты?

Обязательно сделаем.

Непонимание может быть вот с чем связано.
Косой обдув крыла может быть в двух случаях:
1.Самолет не меняя курса посредством руля направления поворачивается вокруг вертикальной оси. Траектория остается прежней.
2. Самолет не меняя положение продольной оси начинает боковое скольжение на крыло. Траектория его при этом, в отличие от первого случая искривляется.

В обоих случаях правомерно говорить о боковом скольжении. Однако динамика процессов совсем разная. Почему я считаю неправильным заявление, что это одно и то же.

Наш случай появления косого обдува крыла - это третий вариант. Здесь не меняется ни траектория ни положение продольной оси. Он радикально отличается от первых двух динамическими параметрами. В частности, в силу того, что момент инерции самолета вокруг продольной оси в несколько раз меньше моментов инерции по другим осям самолета.
Но не только этим. Коэффициент демпфирования углового поворота вокруг продольной оси тоже в разы больше, чем по другим осям. Потому я считаю обоснованным разделение этих компонент, не смотря на наличие косого обдува в обоих случаях.
Я не прав?

IgorG
Граф:

У вас ось вращения упорно не совпадает с корневой хордой. Ну, хорошо. Только ответьте прямо. В опыте с аэродинамической трубой, если зафиксировать корневую хорду и относительно нее задать крен, крыло выпрямится, или нет?

Поясняю. В посте объединены ответы на РАЗНЫЕ вопросы, заданные РАЗНЫМИ людьми.

  1. Картинка содержит ответ, адресованный именно вам. На ней ось вращения совпадает с корневой хордой (необходимо, конечно, сделать скидку на качество рисунка - делалось на скорую руку).

Прямой ответ - крыло выпрямится. Причина - правая и левая консоли при крене обтекаются под разными углами атаки вследствие скольжения.

Хотелось бы услышать ВАШЕ объяснение, почему вы считаете, что скольжения в данном случае не возникает? Потому что крыло закреплено, что ли?

  1. Ответ про главную ось инерции - это ответ Taboo, который предыдущим ответом непосредственно не связан.

Добавлено

vovic:

Обязательно сделаем.

Непонимание может быть вот с чем связано.
Косой обдув крыла может быть в двух случаях:
1.Самолет не меняя курса посредством руля направления поворачивается вокруг вертикальной оси.  Траектория остается прежней.
2. Самолет не меняя положение продольной оси начинает боковое скольжение на крыло. Траектория его при этом, в отличие от первого случая искривляется.

В обоих случаях правомерно говорить о боковом скольжении. Однако динамика процессов совсем разная. Почему я считаю неправильным заявление, что это одно и то же.

Наш случай появления косого обдува крыла - это третий вариант. Здесь не меняется ни траектория ни положение продольной оси. Он радикально отличается от первых двух  динамическими параметрами. В частности, в силу того, что момент инерции самолета вокруг продольной оси в несколько раз меньше моментов инерции по другим осям самолета.
Но не только этим. Коэффициент демпфирования углового поворота вокруг продольной оси тоже в разы больше, чем по другим осям. Потому я считаю обоснованным разделение этих компонент, не смотря на наличие косого обдува в обоих случаях.
Я не прав?

Не прав в чем? Если в констстатации того, что динамические характеристики, перечисленных вами поворотов относительно разных осей отличаются, то безусловно правы. Но с этим никто и не спорит. Как я понимаю, предмет нашего спора не динамические характеристики процессов ликвидации крена, которые развиваются ПОТОМ, а причина их возникновения.
Я просто утрерждаю, что причина этих пускай и различающихся по динамическим характеристикам движений ОДНА И ТА ЖА - РАЗНОСТЬ УГЛОВ АТАКИ ПРАВОЙ И ЛЕВОЙ КОНСОЛЕЙ, возникающая из-за нарушения симметрии их обтекания (вследствие скольжения). А поскольку причина одна, то и нет никакой небходимости вводить несколько компонент.

Мне кажется, здесь необходимо пользоваться мудрым правилом “Не умножай количество сущностей сверх необходимого!”.

P.S. Для ясности еще раз повторю: скольжение это такое движение крыла, когда проекция скорости на ось Z (вдоль размаха крыла) отлична от нуля. Все! никаких дополнительных условий об искривлении/не искривлении траектории, быстром/медленном движении нет.

vovic
IgorG:

А поскольку причина одна, то и нет никакой небходимости вводить несколько компонент.

Мне кажется, здесь необходимо пользоваться мудрым правилом “Не умножай количество сущностей сверх необходимого!”.

Несомненно, количество сущностей - должно быть минимально возможным. 😃
Но, давайте вместе посмотрим, а можно ли все грести под одну гребенку.

Во-первых, мы говорим о боковой устойчивости самолета. Если от нее отвлечся, то про V крыла вообще сказать нечего.
Во-вторых - не смотря на одну причину появления компенсирующего момента в виде косого обдува консолей, его механизм влияния на устойчивость разный. И я об этом писал. Все дело во временных задержках, которые в расчетах устойчивости играют радикальную роль. Сведя все в одну сущность, мы даем неверные предпосылки к определению боковой устойчивости.

Что касается одной причины - так ведь все процессы аэродинамики крыла обусловлены одной причиной - обдувом крыла воздухом. Так зачем же тогда написано аж две статьи? 😉

IgorG

Уважаемый Vovic, я удовлетворен результатми проведенного с вами обсуждения. Мнения сторон озвучены и прокомментированы. Продолжение дискуссии, мне кажется, скатится к переливанию из пустого в порожнее.
Вы, как автор статьи, вольны поступать так, как вам заблагорассудится.
На сем обсуждение данного вопроса предлагаю закруглить.

Lazy

Blanic - чешский, не польский 😠

edwards
Lazy:

Blanic - чешский, не польский 😠

Тогда скорей Чехословацкий, раз уж вы так настаиваете 😛

vovic
IgorG:

Уважаемый Vovic, я удовлетворен результатми проведенного с вами обсуждения. Мнения сторон озвучены и прокомментированы. Продолжение дискуссии, мне кажется, скатится к переливанию из пустого в порожнее.
Вы, как автор статьи, вольны поступать так, как вам заблагорассудится.
На сем обсуждение данного вопроса предлагаю закруглить.

Я Вам благодарен за ценные замечания, по которым в текст статьи будут внесены изменения. Расчитываю на аналогичную критику возможных последующих публикаций.

To Lazy:
Насчет польского Бланика меня в заблуждение ввели немцы в журнале FMT, назвав его польским.
А мотовариант Бланика - тоже чешский, или только польский? Видел фотки модели мотопланера в масштабе 1:2 - красавец!
А сам мотопланер летал на ДОСААФовском аэродроме в Иваново, в прошлом году на финале Чемпионата России по F3J. Тоже красиво.

Граф
IgorG

Хотелось бы услышать ВАШЕ объяснение, почему вы считаете, что скольжения в данном случае не возникает?

Возникает, но как еще объяснить, что, по большому счету, единый процесс выравнивания крена имеет как бы две составляющие, имеющие разную динамику. Первая составляющая возникает сразу, в силу изменения углов атаки правой и левой консолей, вызванного появлением угла рысканья и, как следствие скольжения (по определению). А вторая возникает позже, когда ЦТ самолета начинает движение поперек потока, и движение это вызвано тем же самым появлением угла рысканья. И это тоже скольжение (в бытовом понимании, как перемещение). Оба эти скольжения – суть одно и тоже – изменение условий обтекания правой и левой консоли, но разнесены во времени и влияние их разное.
Вот, собственно, как я это понимаю. Может неправильно?

Driver-NN

Извиняюсь за дурацкий вопрос на фоне всего написанного в этой теме 😊 , но прочитав статью я так и не смог сформулировать ответ на простейший вопрос - как поведет себя модель в зависимости от формы крыла (1,2 и 3 на рисунке)

vovic
Driver-NN:

Извиняюсь за дурацкий вопрос на фоне всего написанного в этой теме 😊 , но прочитав статью я так и не смог сформулировать ответ на простейший вопрос - как поведет себя модель в зависимости от формы крыла (1,2 и 3 на рисунке)

Если в смысле устойчивости по крену - формулирую.
Первое крыло обладает небольшой положительной стреловидностью и его поведение при возникновении крена эквивалентно небольшому, 1-2 градуса, положительному V крыла. Т.е. крен будет сам выправляться, но очень медленно.
Второе крыло обладает отрицательной стреловидностью по линии фокусов. Соответственно, эквивалентно небольшому отрицательному V крыла. Снижает устойчивость по крену, но повышает маневренность по крену.
Ну а третье - прямое крыло с сужением. Никак статически по поведению в крене от простого прямого крыла не отличается. На динамику поворачиваемости по крену влияет сужение. Т.е. при равных элеронах с прямоугольным крылом, такое будет давать большую угловую скорость вращения в бочках.
Тут следует учесть, что такие малые углы влияют не устойчивость по крену меньше, чем влияние формы и расположения фюзеляжа относительно крыла.

To Граф:
Именно так оно и есть! 😃

AS

Было написано много интересного и познавательного, но я, почему-то, всегда считал (может в детстве так в кружке объяснили), что имеет значение площадь проекции консолей. У опущенной (при положительном V), она будет больше - отсюда и восстанавливающий момент (первая компонента, только чуть попроще), значит крыло в трубе выйдет из крена. Может я и не прав 😊 , но написанное мной не противоречит всему вышеизложенному.

Граф
AS:

имеет значение площадь проекции консолей.

А почему вы проецируете консоли на горизонтальную плоскость?
Тот же опыт с крылом в аэродинамической трубе с закрепленной осью, проходящей через ЦТ (исключающей скольжение, как перемещение ЦТ поперек потока). Так вот, если изначально установить крыло с V вертикально (на «ноже»), и придать ему угол атаки по отношению к вектору скорости потока, то оно по крену будет вести себя устойчиво, так и оставаясь на «ноже».

flysnake

К Lazy. Я тоже неоднократно слышал, что Бланик - Польский. Может, это общее заблуждение. Не знаю. Может их делали и Поляки и Чехи? А мне попадались постоянно польские варианты? Насколько я слышал (опять же, только “слышал”), Ан2 довольно давно уже у нас не выпускался, а делался в Польше (тоже, наверное, давно не делается). Может и с Блаником та же история? Разработка Чехов, основное производство в Польше, или наоброт… Если ты в курсе, не мог бы написать. Мне это просто интересно. (Правда, тема, скорее, для “курилки” ).

Lazy

Брехня… 😛
Чехо-Словацкий (как коллега Edwards меня поправил). 😃 Выпускали его большими сериями, в отличии от любого польского планера. Ан-2 делали на лицензии в Мельце, потом передали документацию на Кубу. Польский авиапром - это отдельная история. Достаточно вспомнить, как им удалось провалить проект PW-5… 😵

flysnake
Lazy:

Брехня… 😛
Чехо-Словацкий (как коллега Edwards меня поправил).  😃 Выпускали его большими сериями, в отличии от любого польского планера.

Спасибо за ответ!

jokerman

У меня есть вопрос, правда он не по крылу , а по стабилизатору.
С какой целью и что дает V ( +/- ) на стабилизаторе. Видел на больших самолетах, а также на пилотажках F3A, в частности у А. Кузнецова.