VIK-1 модельная альтернатива программе VTOL X-Plane
Не касаясь планера, несколько замечаний по ВМУ.
Стыдно, но не понял и половины сказанного. У меня небольшой опыт в работе с импеллерами. Расскажу как планируется.
Общая длина турбины 290мм плюс УВТ 50мм.
Импеллер будет установлен прямо на входной срез турбины, дабы использовать родную губу импеллера. Внутренняя труба турбины из пластиковой бутылки, обтянутой на болване.
Поворотное крыло и турбина будут смонированы на углепластиковой трубе, в которой и будут проложены провода. Контроллер импеллера будет расположен в фюзеляже, длина проводов от импеллера до контроллера - около 50см.
Скоростной полет в динамике не планируется. Это больше связано со мной, боюсь скоростных моделей.
Извини, за язык, но другого нет… Надо хотя бы в общих чертах знать предмет. В случае EDF имеется вполне доступная эмпирическая прикладная теория. Эффективность работы электротурбины зависит от некоторого числа параметров, которые надо знать и уметь применять. В частности, разделять режимы работы на статический (например разбег и подьём аппарата) и динамический - полет на разных режимах и углах. По сценарию применения аппарата - расчитывается схема движетеля.
Грубая выжимка из написанного ниже: твой импеллер будет работать в неоптимальных условиях питания рабочим телом (воздухом) и создания тяги. Как в статическом, так и динамическом режимах. Необходимо рассчитать и отмакетировать геометрию насадков и воздухопровода турбины, а также рассчитать прокладку и тип используемых каблей питания мотора от бортовых батарей, учитывая токи, напряжения и динамический диапазон работы EDF. Скажем, выполняя вертикальный take off, турбины будут работать в максимуме потребления тока, нагреваясь и теряя эффективность. В движении нагрузка снижется и становится минимальной при достижении скорости устойчивого полёта. Ну и так далее.
Собственно, твой аппарат сначала будет (надеемся, что будет:)) работать в режиме hover craft (в мире есть масса прототипов и прикладная теория), поднимая себя посредством параллельной тяги двух тоненьких реактивных струй. Поэтому лучше всего отработать этот подьём на простейшем макете, заготовив обечайку трурбины со сменными насадками, замеряя тягу, достигая баланса и оптимизируя управление. Когда схема заработает в статике (lifting only), тогда можно будет добавить кинематику узлов шарниров и попытаться (на подвесе) переходить из висения в горизонтальный шаг. “Многа букофф”, но короче не умею.
В частности, разделять режимы работы на статический (например разбег и подьём аппарата) и динамический - полет на разных режимах и углах.
Спасибо за подробности, в общих чертах понял. Но так далеко я не полезу. Я уже говорил, что дотошная эффективность в этом проекте не важна. Задача стоит проверить саму идею. Тяга импеллеров указана обычно именно в статике. Максимальная тяга моих импеллеров, указанных в документации 1,6 кг, два вместе 3,2кг.
Планируемый взлетный вес модели 2-2,5 кг. Даже если китайские братья наврали, у меня все равно есть запас в висении. В горизонте режим еще легче.
Больше всего меня пугает переходный режим. Когда турбины уже под углом к земле, а модель еще не имеет горизонтальной скорости. Тяга турбин будет раскладываться на вертикальную и горизонтальную. Значит вертикальная составляющая резко упадет. В этом случае модель резко просядет, что придется компенсировать увеличением тяги. И с углами турбин и временем разворота в переходном режиме явно придется эксперементировать.
Сделал из потолочки контурный планер. Прицепил к нему в качестве веса мелкие тиски. Покидал, настроил, ЦТ нарисовал на фюзеляже. Нисколько меня это не радует, придется перерисовывать ось поворота и сдигать ее ближе к носу.
ЦТ нарисовал на фюзеляже. Нисколько меня это не радует, придется перерисовывать ось поворота и сдигать ее ближе к носу.
У Вас ось импеллеров в вертикальном положении должна совпадать с ц.т. А их ось находится ниже оси вращения, т.е. ось импеллеров при переводе в вертикальное положение будет находиться впереди ос вращения.
Если ось импеллеров не совпадает с ц.т., то это можно отрегулировать, закрепив импеллеры на пилонах, а не вплотную к крылу. Тогда и ось вращения не надо переносить.
Проще всего вырезать из картона или потолочки боковую проекцию импеллера, нарисовать на ней ось симметрии, а сверху оставить запас, имитирующий пилон. На другом куске потолочки нарисовать сечение крыла с осью вращения и центром тяжести. Через ц.т. провести вертикаль. А потом подобрать на макете импеллера по высоте точку вращения таким образом, чтобы при повороте на 90 градусов ось импеллера совпадала с вертикалью, проведённой через ц.т.
Найдёте высоту пилона.
Когда-то Глушко сказал Королёву: “Да если к моему движку водокачку прицепить, то и она полетит…”. Королев по-преданию обиделся. Но истина в той фразе есть. Ты не с того начинаешь. Какие тисочки? Тебе нужно расположить 2 батареи вот такого типа (например): hobbyking.com/…/__19154__Turnigy_nano_tech_5000mah…
каждая весом почти 600 г + 2 ESC 80А + 6 каблей х 50 см сечения 2.5 мм2 каждый. Про приёмник, сервы, тяги, шарниры я пока не говорю. EDF 70 может дать в крейсерском режиме ( 3/4 газа) где-то 1000-1200 г тяги. При длине каблей 10-12 см. Вот на это и нужно рассчитывать. Ты все-равно идешь своим путём (и это правильно), но все-таки раз выставился, то уж не обессудь за комментарии. Кстати, лучшим материалом для макетирования является упаковочный картон, из которого с термоклеем можно собирать в натуральную величину силовые структуры. Если ты начнёшь с такого макета и установишь всю двигательную установку (например с верткальной или наклонной осью EDF) и силовые элементы (батареи+ESC), то сразу получишь необходимые исходники для конструкции планера. Может и совсем другое наклюнется.
Найдёте высоту пилона.
Перемудрил. Всё значительно проще. Расстояние от оси вращения до ц.т. -расстоянию от оси вращения до оси импеллера.
Перемудрил. Всё значительно проще. Расстояние от оси вращения до ц.т. -расстоянию от оси вращения до оси импеллера.
Согласен, попробую прикинуть это в 3D модели.
Когда-то Глушко сказал Королёву: “Да если к моему движку водокачку прицепить, то и она полетит…”. Королев по-преданию обиделся. Но истина в той фразе есть.
Применитительно к моему проекту полностью согласен с Глушко. При тяге выше единице полетит все что угодно, будь то коптер или самолет.
Ты не с того начинаешь. Какие тисочки?
Кстати, лучшим материалом для макетирования является упаковочный картон, из которого с термоклеем можно собирать в натуральную величину силовые структуры.
А какая разница, из чего делать планер и груз (будь то аккумулятор, тиски или половинка кирпича)? Собственно, даже вес груза не имеет значения, ЦТ от этого не изменится. Кстати сама модель тоже будет из пены и палок, в перемешку с углепластиком и прочей химии.
каждая весом почти 600 г + 2 ESC 80А + 6 каблей х 50 см сечения 2.5 мм2 каждый. Про приёмник, сервы, тяги, шарниры я пока не говорю. EDF 70 может дать в крейсерском режиме ( 3/4 газа) где-то 1000-1200 г тяги. При длине каблей 10-12 см.
Вы не внимательны, или пропустили несколько постов. Я уже говорил, что модель обсчитывается уже несколько месяцев, электрооборудование не только обсчитано, а уже закуплено.
Аккумулятор HRB-XF 6000mah 50C, весом 620г.
Регулятор 100A
сразу получишь необходимые исходники для конструкции планера.
Вы исходите из того, что данная модель - это самолет умеющий взлетать вертикально. У меня приличный опыт во всяких немыслимых конструкциях, умеющих вертикально взлетать (посмотрите мои темы). Бикоптеры без автомата перекоса - это вообще отдельный разговор. Я на нее потратил очень много времени.
Исходя из своего опыта, скажу, что завесить в воздухе бикоптер в разы сложнее, чем смоделировать самолет с двумя турбинами. Собственно с УВТ будет летать самолет, имеющий ЦТ хоть посередине (кстати современные истребители почти там его и имеют).
В данном случае задача сложнее, модель должна уметь планировать. Если честно, боюсь не справиться именно с этой задачей.
А так как самолет, это намного проще, то я строю не самолет, умеющий взлетать вертикально, а вертикально висящий аппарат, умеющий летать горизонтально.
Именно поэтому на первом месте у импеллеров стоит статическая, а не динамическая тяга, в динамике, если даст тягу 0.5-0.6, меня вполне устроит. Если и буду вылизывать СУ, то только для увеличения именно статической тяги.
но все-таки раз выставился, то уж не обессудь за комментарии
Именно для этого и выставился, коллективный разум -это сила. Поэтому все мотаю на ус.
Присмотрелся к самому известному современному конвертоплану Bell V-22 Osprey. Его конструкторы подошли к проблеме изменения ЦТ с двух сторон: во-первых применено крыло обратной стреловидности. Во-вторых при переводе машины в горизонтальный режим более тяжелая часть СУ оказывается спереди поворотной балки (вторая картинка, левый нижний угол).
во-первых применено крыло обратной стреловидности
Скорее всего это сделано для того, чтобы отодвинуть винты от передней кромки.
Во-вторых при переводе машины в горизонтальный режим более тяжелая часть СУ оказывается спереди поворотной балки
Мне представляется, что ось поворота смещена назад для того, чтобы:
- Поднять точку приложения вертикальной силы (тяги винтов) для повышения устойчивости на висении.
- Обеспечить примерно равные площади обдува спереди и сзади осей вращения винтов (чтобы фюзеляж не разворачивало по тангажу от обдува на висении).
Виктор, вот мои образы по вашей теме, указывающие в какую сторону тянутся мои мысли:
Думаю, что поворотные части крыла будут сильно мешать на переходном режиме, когда они встанут примерно в 45 градусов и скорость начнёт расти. На их концах будут гигантские срывы, вихри - это будет давать раскачку модели по крену. На винтовых схемах это ещё как-то нивелируется обдувом этих консолей от больших винтов, а на импеллерах трудно будет, особенно учитывая, что импеллеры более инертные, чем винты и не могут создавать такую же быструю реакцию для стабилизации ЛА.
Я на своём эскизе прикинул, как можно обойтись без поворотных частей крыла и придать определённый “беспилотный” дизайн. Фюзеляж в носовой части должен быть несущим на ряду с ПГО создавать подъёмную силу и подтягивать центр давления вперёд, чтобы можно было Ц.Т. сдвинуть вперёд для удобства компоновки импеллеров. Если вы сможете обеспечить устойчивость в режимах висения, то должно всё лететь и в горизонте и планировать. Можно под авакс GPS заделать!)))
Если заинтересовало, то буду рад. Вам потребуется проработать детализацию и конструкцию для реализации этих эскизов, может потребуется немного носовую часть удлинить и расширить, т.е. добавить немного площади, но это уже конкретная проработка, может потребуются ещё металки. А так, судя по вашим моделям, Вы легко с этим справитесь! Удачи!
Спасибо. Дак это же “утка”, про ПГО я не подумал.
Кроме всего прочего, господа, вам придётся ещё учитывать нехилый гироскопический эффект ротора ducted fan. Это не критика, а сопереживание…
Кроме всего прочего, господа, вам придётся ещё учитывать нехилый гироскопический эффект ротора ducted fan. Это не критика, а сопереживание…
Нет, не придется. Импеллеры разностороннего вращения, один компенсирует другой. Разве, что при разнице оборотов, но это немного.
Нет, не придется. Импеллеры разностороннего вращения, один компенсирует другой. Разве, что при разнице оборотов, но это немного.
Не то. Это произойдёт при повороте оси ротора. Проявится в виде дополнительной нагрузки на кинематическую схему.
И это не страшно, уже проверял на небольшой модели. Кстати, на ней стоят импеллеры одностороннего вращения, поэтому хвост раскачивает по горизонтали. Но по вертикали как видите ничего не происходит, хотя тангаж держится именно совместным поворотом импеллеров.
Для текущей модели приготовлена мощная серва. Да и УВТ будет сопротивляться.
таже схема…ну почти
таже схема…ну почти
Да, схема аналогичная, только винтовая.
Я на своём эскизе прикинул, как можно обойтись без поворотных частей крыла и придать определённый “беспилотный” дизайн.
Слишком близко находятся импеллеры. Из-за их высокой инерционности, да еще при сопротивлении крыльев будет сложно удержать крен в висении.
Думаю, что поворотные части крыла будут сильно мешать на переходном режиме, когда они встанут примерно в 45 градусов и скорость начнёт расти. На их концах будут гигантские срывы, вихри - это будет давать раскачку модели по крену.
Не могу обойти поворот концевой части крыла:
- Обрезать крыло по турбины - уменьшу площадь крыла, увеличу нагрузку на крыло, при планировании будет большая скорость.
- если вынести турбину на поворотном пилоне - половина тяги импеллеров ляжет на поворотную серву. Даже если в конечных точках поворота турбин поставить упоры, на переходном режиме все равно серва будет держать нагрузку тяги импеллеров. Да еще с вибрацией (куда же без нее) и постоянным изменением тяги. Хочется, чтобы основная нагрузка приходилась на поворотную балку. Это поворотная серва.
- протаскивать балку под крылом - это вообще маразм.
- вынести турбины на концы крыльев - сильно увеличу длину поворотной балки, проводов.
- А еще изначально была мысль делать концы крыльев съемными, для уменьшения габаритов при транспортировке.
Проигрывался даже фантастичный вариант: загибать крыло вниз (при висении - вперед) с помощью ретракта, типа трансформера. Последнее время склоняюсь к этой мысли все чаще.
Чуть тему не прозевал 😃
для стабильного висения да ВМГ лучше на законцовках крыла, но тут другая беда (в винтовом исполнении) будет бОльший обдув крыла, что конечно увеличит скорость, но уменьшит дальность полёта - с импеллерами не критично - обдува нет. Далее что предлагает Сергей - ВМГ ближе к фюзеляжу - опять же больший обдув хвостового - лучшая управляемость в самолётном режиме, но хуже управляемость по крену в вертолётном, плюс разворот консолей, что при аварии одной из вмг приведёт к крашу…
Да обратная стреловидность крыла как я понял не только следствие совмещения ЦТ при обоих режимах, но и ось вращения ВМГ в таком случае проходит по , как же выразиться? по середине крыла… как-то прикидывал, дабы сохранить возможность планировать - это примерно размер консоли 0.7 от обычной самолётной + плоский снизу фюзеляж…
ну и немного дёгтя - импеллеры рассчитаны на самолётный режим и висеть будет плохо, но как Виктор показывал кино - возможно, в то же время в пропеллерном вариаете надо использовать ВИШ для различных режимов полёта…
Далее, может где пропустил, Виктор, как планируете разворачивать ВМГ, теми же сервами, что будут управлять по крену и курсу в вертолётном режиме или отдельно?
Чуть тему не прозевал
Приветствую, Сергей. Немного пропустили, обдумываю этот проект несколько месяцев, показалось, что многое предусмотрел. Но на деле еще много не решенных вопросов.
для стабильного висения да ВМГ лучше на законцовках крыла
В 3Д модели посмотрел это.
Серьезные минусы: слишком длинные провода, увеличенная нагрузка на концы крыльев. Т.е в висении концы крыльев будут испытывать полную нагрузку модели, в том числе и на кручение. Пока отбросил этот вариант.
Так же отбросил вариант с передним горизонтальным оперением, он сильно перемещает ЦТ вперед, а мне нужно как раз обратное.
как планируете разворачивать ВМГ, теми же сервами, что будут управлять по крену и курсу в вертолётном режиме или отдельно?
Вы не поняли, серв пока планируется 5 штук. Одна большая на 12 кг - общий поворот турбин, две поменьше - УВТ по тангажу и курсу. Две - в “V” хвосте: курс, крен, тангаж - в горизонтальном полете.
Проигрываю варианты:
Вот поэкзотичнее, но будут проблемы с реализацией.
