Вопрос к знатокам
Кажется, я понял!
Некоторые тут полагают, что Сх влияет не скорость планирования. Я прав?
Неужели в последнее время произошли глобальные изменения в аэродинамике и Сх перестал влиять?! )) Быстренько, навскидку набрал в гугл ключевые слова, выбрал первое попавшееся…“Дельтаплан, летящий с меньшим углом атаки, т. е. с большей скоростью…”
С меньшим углом атаки - читай, с меньшим Сх! Даже гугл говорит, что влияет…))
Ну вот, я был прав!
Про дельтаплан правильно пишут, а читают неправильно.
Надо объяснять?
Почему меняется сопротивление стабилизатора?
Сопротивление стабилизатора (цельноповоротного) имеет три составляющих.
1 Профильное сопротивление. Любой профиль имеет минимум сопротивления; а в других местах оно больше. Посмотрите любую поляру. И оно может изменяться приблизительно на 0.002-0.003 при рабочих нагрузках (Су) стабилизатора.
2 Индуктивное сопротивление. Удлинение стабилизатора невелико по сравнению с удлинением крыла (например, равно 5). Даже при сильно задних или сильно передних центровках Су стаб вряд ли превышает 0.3. Тогда по известной формуле получится Cx i =0.3*0.3/3/5=0.006 (если стабилизатор не нагружен, то Cx i = 0 )
3 Сопротивление сопряжения стабилизатора с килем (цельноповоротный стабилизатор обычно стоит на киле (или Т или +) И это сопряжение вносит дополнительное сопротивление (которое увеличивается при увеличении нагрузки на стабилизатор (Су стаб)). И есть еще щели, позволяющие стабилизатору поворачиваться. Сопротивление, вносимое щелями тоже растет с ростом Су стаб.
Вот в сумме и получается, что сопротивление Сх стаб при изменении нагрузки на него может изменяться на 0.01. Правда, это число действительно завышено (предельное для вообще всех центровок, при которых модель будет летать).
Ну вот, я был прав!
Про дельтаплан правильно пишут, а читают неправильно.
Надо объяснять?
Ну вот и замечательно, сделайте одолжение, прочтите правильно!😁 Специально для некотороых, которые полагают, что все же есть некоторая зависимость между Сх и скоростью полета…))
А что, у немеханизированного крыла сопротивление не меняется?
Законы общие.
Естественно. Разгибаем профиль - сопротивление меньше. Хотя с ростом скорости профиль также придется разогнуть. Чем тоже уменьшим сопротивление.
Однако разговор был об увеличении сопротивления стабилизатора при неизменной кривизне профиля. В данном случае(Супра) оно остается неизменным, либо меньшим, ибо скорость растет и несущие свойства стабилизатора надо компенсировать выставлением его на меньший угол атаки.
(цельноповоротный стабилизатор обычно стоит на киле (или Т или +) И это сопряжение вносит дополнительное сопротивление (которое увеличивается при увеличении нагрузки на стабилизатор (Су стаб)).
В случае с Супрой стабилизатор не имеет сопряжений с килем.
Давайте рассмотрим именно такую частность. И частность состоит в том, что хвост не догружают, либо догружают в крайне редких случаях. Для получения задней центровки груз прибирают с носа.
Однако разговор был об увеличении сопротивления стабилизатора при неизменной кривизне профиля. В данном случае(Супра) оно остается неизменным, либо меньшим, ибо скорость растет и несущие свойства стабилизатора надо компенсировать выставлением его на меньший угол атаки.
Можно, чуть-чуть подробнее…
Не знаю как там с деградацией, но у меня бластер с передней центровкой летит медленно и печально, а с задней летит быстро. Причем этот эффект проявляется тем сильнее, чем сильнее изогнут профиль. Таже фигня с кулярисом.
Объясяется просто. При передней центровке и нейтральном стабилизаторе планер наровит лететель вниз, и это компенсируется рулем высоты вверх. По этому меделнно он летит ровно. А как разгоняется, начинает стаб работать и он морду задирает. И наоборот соотвесвенно.
При задней он разгоняясь начинает лететь вниз, и еще больше ускоряется, тем самым, крыло лучше рабоатет.
В случае с Супрой стабилизатор не имеет сопряжений с килем.
Давайте рассмотрим именно такую частность. И частность состоит в том, что хвост не догружают, либо догружают в крайне редких случаях. Для получения задней центровки груз прибирают с носа.
Разберемся с конкретным случаем.
О “несопряжении с килем (и о щелях)”. Вы видели, что ту часть я написал без чисел? Причина простая - известно, что это сопротивление есть, но толком о нем ничего не известно. В учебниках эта часть называется сопротивлением интерференции и много чего написано, но всерьез просто прелдагают добавлять некоторые проценты в сопротивление стаба в зависимости от компоновки ЛА (от 3% до 7%, если не ошибаюсь)
Нагрузка на стабилизатор. Она не зависит от того, куда положил (или откуда убрал) груз. Определяется положением ЦТ, положением Центра Подъемной Силы Крыла (ЦПСК), отношение площадей крыла и стабилизатора, отношения Плеча Стабилизатора к Хорде Крыла.
Если полет установившийся (модель находится в равновесии), то легко нарисовать соответствующие плечи (ЦПСК - ЦТ и Плечо Стабилизатора - ЦТ). Для равновесия необходимо равенство произведений сил на длину плечей (закон рычага). При реальных модельных центровках (спортивные планеры) стабилизатор получается слегка нагруженным.
О ЦПСК подробнее. В него пересчитываются Фокус Профиля или Момент Профиля Крыла, о которых Вы знаете. Причем эта точка гуляет в зависимости от Су крыла (то есть, скорости на которую настроен планер в данном режиме) и кривизны профиля крыла. Соответственно, гуляет и нагрузка на стабилизатор.
Именно отсюда взята известная формула К стабилизации (В которую входит хорда крыла, площадь крыла, площадь стабилизатора и его плечо; это очень упрощенный критерий достаточности размера стабилизатора)
В принципе, я знаю относительно точные формулы (вернее системы уравнений) которые описывают нагрузки, утойчивость…, но там много всего и писать лень.
Можно, чуть-чуть подробнее…
Про стабилизатор:
Имеем симметричный профиль. Для создания подъемной силы должен быть угол атаки. Так? С ростом скорости подъемная сила растет. Так? Соответственно для компенсации подъема хвоста требуется меньший угол атаки стабилизатора. Сопротивление падает?
Ну вот и замечательно, сделайте одолжение, прочтите правильно!😁 Специально для некотороых, которые полагают, что все же есть некоторая зависимость между Сх и скоростью полета…))
Есть прямые и косвенные зависимости.
Напрямую Сх влияет на скорость падающего кирпича.
Триммирование, деградация планера напрямую определяет угол атаки крыла. Он, в свою очередь - Сх и Су. Су напрямую определяет скорость планирования, а отношение Сх/Су - наклон траектории.
Если увеличить Сх планера на 2%, то на 2% изменится качество, то есть угол наклона траектории, он же - тангенс, он же - синус.
Изменение скорости будет на полтора порядка меньше.
Если Вы хотите поговорить о таких тонкостях, то пишите совсем другим языком.
Про дельтаплан правильно читаю:
С меньшим углом атаки - читай, с меньшим Су! По - моему, разница есть.
Про стабилизатор:
Имеем симметричный профиль. Для создания подъемной силы должен быть угол атаки. Так? С ростом скорости подъемная сила растет. Так? Соответственно для компенсации подъема хвоста требуется меньший угол атаки стабилизатора. Сопротивление падает?
С ростом скорости у нормального планера почему-то растет и подъемная сила крыла! И устойчивый планер поднимает нос, а не хвост.
Читаю обсуждение и обнаруживаю много сообщений, которыя можно толковать неоднозначно. Возможно, много замечаний друг другу происходит именно по этой причине. Предлагаю писать приблизительно в следующей форме.
Я хочу увеличить скорость планера рулем (триммером) высоты. Отдаю ручку от себя. Происходит следующее:
1 Увеличился угол атаки стабилизатора (и уменьшилась деградация).
2 В результате планер поднял хвост начал разгоняться.
3 Из-за увеличения скорости уменьшился угол атаки крыла и Су (так как Су*К*V*V = весу планера; в К “закопаны” площадь крыла, плотность воздуха…)
4 Так как угол атаки крыла уменьшился, а новая деградация сохранилась ( я ручку больше не трогаю), то уменьшится и угол атаки стабилизатора.
5 Если модель устойчива, то хвост по мере разгона начнет опускаться (Су стаб уменьшился).
6 В конце концов установится новая скорость, соответствующая новой деградации.
7 Свойства на новой скорости:
- меньше угол атаки крыла (Су кр уменьшился);
- С углом утаки стабилизатора сложнее. При сильно передних центровках и слабо изогнутом профиле крыла он может измениться в сторону плюса (при этом стабилизатор по прежнему тянет вниз); при задних центровках и изогнутом профиле крыла (несущий стабилизатор), его угол атаки изменится в сторону минуса.
**** Очень грубо “на пальцах”
Передняя центровка (ЦТ перед центром подъемной силы крыла. Стабилизатор тянет в минус. На бОльшей скорости для создании той же силы ему нужен мЕньший угол утаки (по модулю; а он был в минус)
Аналогично для несущего стабилизатора.
Если к этому добавить изогнутость профиля крыла, то все становится существенно хуже. Чем меньше Су (чем больше скорость), тем дальше назад смещается центр подъемной силы крыла (крыло стремится затянуть планер в пикирование). Вот тут и начинается довольно серьезная математика… И к ней надо еще добавить: - скос потока в котором работает стабилизатор;
- затенение стабилизатора фюзеляжем;
- возможное попадание стабилизатора в вихревую пелену крыла;
- Нелинейность Су крыла и Су стабилизатора от угла атаки.
Если бы профиль был симметричным, ЦТ было бы на 25% (центр подъемной силы симметричного профиля всегда на 25%), то на стабилизаторе всегда бы в установившемся режиме был нулевой угол атаки.
**** В итоге ОПЫТ настройки работает намного эффективнее, чем ТЕОРИЯ (по крайней мере, в моделизме).
А о влиянии изменения сопротивления стабилизатора можно просто “забыть”. Это такие мелочи по сравнению с остальными наприятностями!😈
…Триммирование, деградация планера напрямую определяет угол атаки крыла. Он, в свою очередь - Сх и Су. Су напрямую определяет скорость планирования, а отношение Сх/Су - наклон траектории.
Если увеличить Сх планера на 2%, то на 2% изменится качество, то есть угол наклона траектории, он же - тангенс, он же - синус.
Изменение скорости будет на полтора порядка меньше.
С этим спором все понятно. Здесь «собака порылась» в тримировании. И режимах на которых надо лететь. Если мы летим в режиме минимального снижения, при изменении Сх угол атаки не поменяется и прав MihaD. Но на таком режиме никто не летает. Поэтому после уменьшения Сх, угол атаки для режима, скажем, максимального качества будет меньше, а значит скорость больше. И прав soar.
вы бы на поляре это показали, понятней бы было.
Кто знает, что такое поляра и так поймет.
Другой вопрос, откуда в этой ветке взялось уменьшение сопротивления? Если из-за уменьшения сопротивления стабилизатора, при переносе центровки, то выше было показано, что изменение настолько незначительно, что им можно пренебречь. И соответственно, причина, по которой меняется скорость, если она меняется, раскрыта не полностью.
…Но на таком режиме никто не летает. Поэтому после уменьшения Сх, угол атаки для режима, скажем, максимального качества будет меньше, а значит скорость больше. И прав soar.
Вот еще раз объясните, что Вы имеете в виду??
1 Увеличился угол атаки стабилизатора (и уменьшилась деградация).
2 В результате планер поднял хвост начал разгоняться.
3 Из-за увеличения скорости уменьшился угол атаки крыла и Су (так как Су*К*V*V = весу планера; в К “закопаны” площадь крыла, плотность воздуха…)
Сергей.
Уже ошибки.
2. Планер поднял хвост и перебалансировался на меньший угол атаки. Это короткопериодическое движение, быстро.
3. Упала подъемная сила крыла и планер стал менять траекторию, продолжая опускать нос.
4. Начала расти скорость, и вырастет в конце концов до такой, когда подъемная сила при новом, меньшем Су сравняется с весом планера.
“3 Из-за увеличения скорости уменьшился угол атаки крыла и Су”
может быть правильнее - уменьшился угол атаки крыла, возросла скорость V гор. и V верт.
… Предлагаю писать приблизительно в следующей форме.
Я хочу увеличить скорость планера рулем (триммером) высоты. Отдаю ручку от себя. Происходит следующее:…
**** В итоге ОПЫТ настройки работает намного эффективнее, чем ТЕОРИЯ (по крайней мере, в моделизме).
Наиболее трезвый подход.)) Спорить о теории можно до хрипоты и никто никому ничего не докажет. Гораздо разумнее заимствовать правильный метод топикстартера (уже и забыли в пылу споров, как обычно!), а именно:
- У меня не получается то-то и то-то, как бороться?
- Я лично эту проблему решил вот так, все получилось…или наоборот, стало хуже…и т.п.
Если будем оперировать исключительно личными наблюдениями из собственной практики, тогда будет здравое зерно.
Я попытался рассказать о четырех своих моделях с одинаковым симптомом и как все решилось…Если не наваливать сюда кучу теории, а разбираться попроще, давать дельные советы из практики - уверен, разговор будет продуктивнее.
Уже ошибки.
2. Планер поднял хвост и перебалансировался на меньший угол атаки. Это короткопериодическое движение, быстро.
3. Упала подъемная сила крыла и планер стал менять траекторию, продолжая опускать нос.
4. Начала расти скорость, и вырастет в конце концов до такой, когда подъемная сила при новом, меньшем Су сравняется с весом планера.
Ошибка у тебя, Миша (если не брать энергичный пилотаж и не учитывать цетробежные силы).
Планер не может выйти на мЕньший Су, пока не наберет скорость.
Если все происходит медленно (а я именно этот вариант имею ввиду, так как не хватало еще без серьезных дифференциальных уравнений рассматривать быструю динамику с учетом всех сил инерций и моментов инерции).
А в этом случае ВСЕГДА (в ЛЮБОЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ) выполняется равенство
F=Cy*P*S*V*V/2 = M*G (пренебрегаю в этом случае подъемной силой стабилизатора и всяческими синусами)
Так что, последовательность получается следующая:
1 Подъем хвоста (из-за триммирования)
2 Разгон. Так как есть изботок Fx = Sin(Alfa)*M*G > Cх*P*S*V*V/2. По мере разгона идет изменение Cу крыла (уменьшение) и стаба.
3 Постепенно модель балансируется на новую скорость и угол снижения, определяемыми новыми значениями Су, Сх
Если движение сделано относительно энергично (но не мгновенно), то будет плавный переход сначала на относительно крутую траекторию, разгон на ней и плавное выполаживание.
***
И мой вариант (без учета сил инерции) не очень далек от жизни. Допустим, модель имела вертикальную скорость 0.5м/с. Су в конце концов уменьшился в два раза (с Су=1 до Су=0.5) (скорость модели увеличили в 1.4 раза; с 7м/с до 10м/с) Допустим максимальная вертикальная скорость в процессе разгона была 1.5м/с. И в конце модель вышла на скорость снижения 0.7м/с.
Допустим для простоты, что траектория была ломанная 0.5м/с - 1.5м/с -0.7м/с
По разнице кинетических энергий можно найти потерю высоты “на разгон”
G*H=(V2*V2-V1*V1)/2=2.5м. Если учесть, что и на крутом участке траектории было лобовое сопротивление (1/3 от общей “тяги”), то полная потеря высоты получится около 3.5м. То есть, весь “маневр” займет больше 2с. При плавном переходе получим еще бОльшее время. Так что, вертикальные ускорения 0.5м/с -> 1.5м/с составят десятки сантиметров в секунду за секунду (то есть, меньше 10% от G; и именно эти ускорения будут вызваны тем, что угол атаки уменьшился, Су тоже, и подъемная сила стала меньше M*G, как написал ты)
А ведь Су изменилась в 2 раза !!! (то есть, если бы модель не набрала скорость, то подъемная сила составляла бы всего половину веса; и ускорение было бы 0.5G)
Твой вариант (вернее, вариант ВСЕГДА “гибридный”, так как всегда есть ускорения) получится если РУЧКОЙ энергично вводим на очень крутую траекторию (чтобы разогнать), а потом РУЧКОЙ выводим на новую траекторию.
P.S. Вот если рассматривать устойчивость и управляемость модели (например, склонность к колебаниям), то тогда надо учитывать все временные неравентства сил, даже небольшие ускорения. Но тогда надо учитывать и угловые ускорения, угловые скорости, моменты инерции… В общем, решать непростые диф уравнения.
Для разрядки ☕😁. Вот народ обращает внимание на эффекты в подъемной силе, “весящие” единицы процентов. А модели планеров летают в “нижних слоях атмосферы”. Характерная высота - 100м. А на этой высоте (и ниже, естественно), по сведениям из книг, атмосфера турбулентная. То есть, в ней полно вихрей разных размеров (от миллиметров до десятков метров). И они есть практически всегда (даже в тихую погоду). Из учебника аэродинамики " Су изменяется приблизительно на 0.1 на каждый градус угла атаки". Планер летит в слабеньких вихрях (та самая турбулентность). Допустим вихри небольшие (1м размера) и слабые - 15см/сек. Попробуйте найти более спокойную атмосферу на улице; не думаю, что это получится😈. Если скорость планера 7м/с, а вихрь вертикальный, то углы атаки разных частей крыла (крыло больше размера вихря) окажутся на разных углах атаки. И угол будет отличаться на 1 градус. То есть Су разных частей крыла будет отличаться на 0.1.
И это была тихая погода… Каких “блох” можно ловить? Только настраивать и перенастраивать, пока планер не полетит!!!
Ошибка у тебя, Миша (если не брать энергичный пилотаж и не учитывать цетробежные силы).
Планер не может выйти на мЕньший Су, пока не наберет скорость.
Не соглашусь.
Ты просто не изучал динамику полета.
Я не зря упомянул термин “короткопериодическое движение”.
Это переходный процесс по тангажу (угловому положению) в ответ на ступенчатое изменение положения РВ.
И есть длиннопериодическое движение, это изменение параметров траектории - скорости и угла наклона траектории.
Тангаж меняется на порядок быстрее, чем траектория и скорость.
Именно разделение переходного процесса на короткий и длинный позволяет разъяснить все на пальцах, без сложных уравнений.
Планер не может набрать скорость, пока не “съедет с горки”. На его разгон уходит потенциальная энергия.
А угол атаки меняется, как только планер “поднимает хвост” по твоей терминологии. Вообще-то это называется уменьшением угла тангажа. Траектория и скорость пока остаются прежними.
Про перегрузки.
Ну и что? Дал ты руль от сябя так, что Су стал равен нулю. А профиль был гнут так, что сопротивление его не изменилось.
Планер полетит по баллистической траектории с ускорением 1g.
2 soar.
Алексей. Я бы с Вами согласился, если бы в качестве практических результатов люди бы предъявляли результаты объективных измерений. Если личные ощущения - то уже гораздо хуже. Ибо с терминологией и языком у нас проблемы.
А уж если медали предъявлять - совсем никуда не годится. 😃
И, возвращаясь к самому началу.
Для чего мы стремимся уменьшить вес планера? По-моему, базовая идея в том, что при неизменном качестве, Су и Сх - облегченный планер полетит медленнее и будет иметь меньшую скорость снижения. И так оно бы и было, если бы не противный дядька Рейнольдс. 😃