Силы действующие на вертолёт. Каким силы и моменты действуют на модель и куда они приложены?
На 21й минуте идёт речь о сдвиге реакции на изменение циклического шага на 90 градусов и далее, что этот угол меняется в зависимости от режима полёта и подвеса лопастей, махового движения и конуса ротора образующегося из-за нежёсткого подвеса лопастей.
а модель для обучения флайбарный радиоуправляемый вертолёт.
Стало интересно, а что пишут в учебниках где нет понятия гироскопической прецессии. Прецессии нет а 90 градусов есть.
Элементарная теория вертолета (1955)
Загордан А.М.
со стр 171 vk.com/doc247409661_465307136?hash=d335d4c7e9f39b5…
Стало интересно, а что пишут в учебниках где нет понятия гироскопической прецессии. Прецессии нет а 90 градусов есть.
Элементарная теория вертолета (1955)
Загордан А.М.
со стр 171 vk.com/doc247409661_465307136?hash=d335d4c7e9f39b5…
Так же там написано, что в безвоздушном пространстве ротор наклоняться не будет при отклонении ручки управления ЦШ. А будет работать как гироскоп, то есть при смещении тушки вертолета ротор на месте будет стараться остаться( за счет прецессии как раз)
Я про объяснение сдвига реакции на изменение циклического шага на 90 градусов. Без упоминания прецессии. А с вакуумом интересно. Как наклонять тушку в вакууме? Чтобы ротор оставался на месте?
Попробовал обьяснить реакцию вертолёта на циклический шаг без прецессии.
Вот что получилось.
Автомат перекоса
Шаг лопастей при наклоне тарелки перекоса меняется плавно при вращении ротора. Изменение происходит при полном обороте лопасти от минимального до минимального с максимумом на половине оборота, для простоты начало оборота возьмём в точке с нулевым шагом, ротор вращается по часовой стрелке при наблюдении сверху.
Пусть общий шаг равен 0. Наклоним тарелку так, чтобы максимальный шаг был на 90 градусов а минимальный соответственно на 270. Шаг лопасти начнет плавно увеличиваться с 0 точки до точки 90 и затем так же плавно уменьшатся до точки 180, в этом секторе аэродинамическая сила на лопасть будет направленна вверх, соответственно лопасть будет подниматься на этом участке. В точке 180 аэродинамическая сила пройдёт через нулевое значение, а затем станет отрицательной. Очевидно что эта точка должна быть самой высокой на траектории движения лопасти. Соответственно модель наклонится, подняв точку 180 и опустив точку 0.
Сила действующая на лопасть при постоянном вращении зависит только от её шага и не зависит от количества лопастей, способа их крепления - шарнирного или «жёсткого». Соответственно направление наклона модели задаётся только шагом лопасти. И модель наклоняется с отставанием на 90 градусов от точки с максимальным шагом. Как устроена механика и куда надо наклонять тарелку для получения нужного шага не важно.
В точке 180 аэродинамическая сила пройдёт через нулевое значение, а затем станет отрицательной. Очевидно что эта точка должна быть самой высокой на траектории движения лопасти
Интересно читать противоречия - а как же максимальный шаг в точке 90 гр.? Если это все как сказано без влияния прецессии, то это противоречит аэродинимике. Или не так?
В точке 180 аэродинамическая сила пройдёт через нулевое значение, а затем станет отрицательной. Очевидно что эта точка должна быть самой высокой на траектории движения лопасти.
С чего бы это, если максимальный шаг в точке 90 гр.?
И модель наклоняется с отставанием на 90 градусов от точки с максимальным шагом.
А может наоброт, это точка с максимальным шагом отстает от точки наклона модели на 90 гр.?
Короче, все это глубокие заблуждения и самообман, а если нет, то почему у Вас же одно противоречит другому.
В реальности, ЕСЛИ это рассматривать без влияния прецессии, то точка наивысшего положения лопасти совпадала бы с наибольшим шагом, и с моментом соответственно поворота модели, не было никаких сдвигов на 90 гр.
И вывод: все просто - без прецессии нужно смотреть ТОЛЬКО аэродинамику, и поэтому где бы была наибольшая разница в шагах, по этой же оси и был бы наклон модели.
ЕСЛИ это рассматривать без влияния прецессии, то точка наивысшего положения лопасти совпадала бы с наибольшим шагом, и с моментом соответственно поворота модели, не было никаких сдвигов на 90 гр.
А если рассматривать РЕАЛЬНУЮ причину сдвига фазы на 90° при 2х лопастях, многое прояснится и станрет понятно, почему этот сдвиг не 90° если количество лопастей отличается от 2.
Причина как раз аэродинамическая.
Не бывает в аэродинимике никаких “сдвигов фаз”. Это следствие инерциальных моментов.
Если говорить о многолопастных роторах, то там такие же законы физики, что и в двухлопастных роторах, просто моменты складываются. Если к примеру, взять 6 лопастей. Представить точки максимальных шагов в положении 90 гр. (+) и 270 гр. (-). Теперь, три лопасти слева, и три справа. Максимальную подъемную силу будут развивать только лопасти, находящиеся в этих точках, 4 лопасти будут иметь некие промежуточные усилия. НО! Результатом будет суммирующее усилие с экстримами в точках 90 гр. и 270 гр., не так ли? Поэтому в силу гироскопического момента ротор наклонится через 90 гр. по ходу движения в направлении тангажа.
Хотите посмотреть без “прецессии” ? Избавимся от всех моментов, посмотрим что будет с одной аэродинамикой. Представьте ротор диаметром скажем в 10 метров, а лопасти по 1 метру, и все это из легкой бальзы, т.е., без учета массы ротора. Ну и какие тут “фазы” будут? Лопасти, если им позволить, будут сразу реагировать на изменение шага, т.е. угла атаки. Они просто будут вести себя, как крыло в потоке.
А если рассматривать РЕАЛЬНУЮ причину сдвига фазы на 90° при 2х лопастях, многое прояснится и станрет понятно, почему этот сдвиг не 90° если количество лопастей отличается от 2.
А с одной лопастью будет иначе?,
Смещение подъемной силы на 90 относительно аэродинамической это не фазинг. Фазинг от количества лопастей зависит, а свиг фаз сил на 90 нет.
Каждая лопасть по отдельности на многолопастном роторе ведет себя точно так же, но суммарный баланс сил из-за разного положения лопастей разный, когда лопастей разное количество
Вот тут об этом написано
Короче, смещение подъемной силы на 90 относительно аэродинамической
Наверное, не подъемной силы, а силы, наклоняющей ротор. А то непонятно, подъемная сила она и есть аэродинамическая, у лопасти своя а у ротора своя.
Наверное, не подъемной силы, а силы, наклоняющей ротор. А то непонятно, подъемная сила она и есть аэродинамическая, у лопасти своя а у ротора своя.
Ну да, не всегда получается точно объяснить. Сила поднимающая лопасть есть сразу, она есть аэродинамическая, а двигающая тушку, уже другая она и имеет другую фазу
По ссылке на сайт микады там в первом абзаце написано, что сдвиг всегда 90 независимо от количества лопастей
Кстати, показательно поведение флайбара с лопатками. Из-за малых сил моментов (они в нем намного меньше аэродинамических сил на лопатках) он наклоняется практически по точкам наклона лопаток, т.е. ось флайбара наклоняется в фазе с поворотом лопаток. Вот и видно поведение ротора без учета прецессии. Или не так?
Аэродинамика и прецессия это разные вещи. Прецесси не будет, пока тело не тронут, а трогает как раз аэродинамика или внешние воздействия. Прецессия стремится сохранить положение. Поэтому не очень понимаю вопросы выше.
По-моему, да все верно, аэродинамика и наклоняет флайбар
Поэтому не очень понимаю вопросы выше.
Так вопрос был затронут такой, что этот сдвиг силы на 90 гр. появляется из-за движения (странного…) лопасти:
Попробовал обьяснить реакцию вертолёта на циклический шаг без прецессии.
…
Пусть общий шаг равен 0. Наклоним тарелку так, чтобы максимальный шаг был на 90 градусов а минимальный соответственно на 270. Шаг лопасти начнет плавно увеличиваться с 0 точки до точки 90 и затем так же плавно уменьшатся до точки 180, в этом секторе аэродинамическая сила на лопасть будет направленна вверх, соответственно лопасть будет подниматься на этом участке. В точке 180 аэродинамическая сила пройдёт через нулевое значение, а затем станет отрицательной. Очевидно что эта точка должна быть самой высокой на траектории движения лопасти. Соответственно модель наклонится, подняв точку 180 и опустив точку 0.
Прецессия к управлению имеет такое же отношение, как мертвый кочегар к автоматическому управлению космическими полетами.
Интересно читать противоречия - а как же максимальный шаг в точке 90 гр.? Если это все как сказано без влияния прецессии, то это противоречит аэродинимике. Или не так?
С чего бы это, если максимальный шаг в точке 90 гр.?
.
Положительный шаг определяет напрвление силы? определяет, пока шаг положительный - лопасть движется вверх? Есть возражения?
Или по вашему шаг положительный, а лопасть движется вниз? Почему?
Прецессия есть, если рассматриват ротор целиком, если рассматривать каждую точку ротора отдельно, то прецессии нет, каждая точка движется под действием приложенной к ней силы.
Давайте терпеливо разберемся, не спеша. По Вашей теории: в точке 90 гр. лопасть получает наибольший угол атаки, но наибольший подъем (наклоняет ротор) получает в точке 180 гр. Вопрос: объясните это явление, как Вы говорите, “без учета прецессии”.
Лопасть поднимается пока шаг положительный, когда большой быстрее, когда маленький медленнее. Шаг это поворот руля, сначала надо руль повернуть, но поворот руля не приводит к моментальному перемещению в строну, для смещения в строну надо проделать некоторый путь.
Пока руль повернут направо, вы едете направо, не важно как сильно повернут руль.
Лопасть поднимается пока шаг положительный, когда большой быстрее, когда маленький медленнее.
Шаг (угол таки лопасти) начинает быть положительным от точки 0 гр. и до 90 гр., потом он уменьшается плавно от максимума (90 гр.) до нуля (180 гр.). Так почему лопасть поднимается максимально вверх в точке 180 гр.?
Шаг это поворот руля, сначала надо руль повернуть, но поворот руля не приводит к моментальному перемещению в строну, для смещения в строну надо проделать некоторый путь.
Другими словами, Вы признаете, что считаете это просто эффектом запаздывания реакции? Приведите пример в аэродинимике, чтобы плоскость в потоке реагировала на изменение угла атаки с запаздыванием?
Не плоскость реагирует с запаздыванием а смещение происходит после поворота плоскости и чем дольше повернута плоскость, тем больше смещение. Но не мгновенно!
Если шаг положительный одинаковый небольшой, куда направлена сила?
И в какой точке будет максимум смещения вверх? При чём тут максимальный шаг? Если в точке с максимальным шагом лопасть остановится? Чем определяется высота подъема? Шагом и временем, или шагом и путём пройденным с этим шагом, а не только шагом.
Давайте по-порядку.
Не плоскость реагирует с запаздыванием а смещение происходит после поворота плоскости и чем дольше повернута плоскость, тем больше смещение. Но не мгновенно!
Со смещением понятно. Спросим по-другому: в какой точке максимальная подъемная сила лопасти? В точке 90 гр. с максимальным углом атаки или в точке 180 гр. с нулевым углом атаки? Правильно, в точке 90 гр., аэродинамику никто не отменял. Так почему аэродинамическая сила действует перпендикулярно вектора наклона ротора, но несмотря на это, он наклоняется не по вектору приложения силы? Только ведь не потому, что просто “очевидно, что в точке 180 гр. наивысшая точка подъема лопасти” по траектории?
Если шаг положительный одинаковый небольшой, куда направлена сила?
Вверх
И в какой точке будет максимум смещения вверх? При чём тут максимальный шаг? Если в точке с максимальным шагом лопасть остановится? Чем определяется высота подъема? Шагом и временем, или шагом и путём пройденным с этим шагом, а не только шагом.
Это я так понимаю, про поступь винта, это понятно, что лопасть движется по траектории.
Не надо смешивать ротор как вращающееся тело, с прецессией и сложением моментов. И как движется лопасть. Возьмём движение лопасти - ножа в желе. Нож будет двигаться вверх пока «шаг» положительный все выше и выше но с разной скоростью подъёма и то что шаг был больше в какой-то момент не говорит о том что и высота будет макстмальной в этот момент.
Поведение вертолёта можно обьяснить разными способами, но главное, что результат один.
Смысл прецессии в том, что точка к которой приложен отклоняющий момент уходит вращаясь от «точки приложения» момента к ротору и поднимается не место приложения силы, а уходящие точки.
Не надо смешивать ротор как вращающееся тело, с прецессией и сложением моментов. И как движется лопасть.
Давайте поставим кратко цель дискуссии, не понятно уже что обсуждаем. О каком движении лопасти идет речь? Скажем так, лопасть жесткая, и жестко прикреплена по вертикали к голове/ротору, без учета демпферов. Ротор жестко прикреплен к вертолету. Поэтому относительно плоскости ротора и относительно вертолета лопасть вообще не движется. Или речь вообще о движении лопасти в пространстве относительно земли?