Учимся у Берта Рутана
Фиг. 115 со странички книги просто и доходчиво показывает как используя принцип автостабилизации моджно добится устойчивости при любой аэродинамической схеме и любой компоновке.
Но , вы раньше в постах утверждали обратное !
Пример же с флюгером для ЛА не удачен, потому, что не объясняет присхождение и действие всех аэродинамических сил на ЛА.
Наоборот стенд на рисунках 115-116 не совсем правильный ,нет масс за ЦТ ( если не будет достаточной скорости встречного потока , рычаг с ПГО ( с крылом ) будет стремится опустится из -за притяжения земли. Как раз горизонтально установленный флюгер с балластом (грузом) показывает работу ПГО или крыла в потоке с разной скоростью ( мы рассматриваем Утку ) , ПГО будет дестабилизировать , крыло стабилизировать .
Какую роль играет груз в примере?
Заменяет массу одной из поверхностей ( ПГО или крыла) , для проверки как они работают по отдельности .
А после перейдем к рисунку в #205/
Груз заменён горизонтальной поверхность , ось вращения по ЦТ , А.Ф показывает фокус модели чтобы преобладало крыло ( стабилизатор ) .
Пример же с флюгером для ЛА не удачен, потому, что не объясняет присхождение и действие всех аэродинамических сил на ЛА
Как бы если взять пилотажку с симметричным профилем и нулевыми углами, то пример с флюгером работает один в один. Формулы для определения фокуса думаю элементарные, не большой любитель математики, но думаю хватит школьного курса чтобы проинтегрировать по площади и плечу элементарной площадки от фокуса.
На ссылку Сергея я бы сильно не опирался. Статья из разряда “из тырнета”, объясняющая фокус крыла(или самолета) и путевую устойчивость, всем итак здесь понятные . Что такое дестабилизатор, я там не нашел.
Читайте между строк. “переднее крыло вызовет неустойчивость, а заднее сообщит устойчивость.” Думаю текст там почти один в один с текстом лекций, зачем наводить тень на плетень.
Могу и текст с картинками про флюгер продольной устойчивости из руководства по использованию программы XFLR здесь привести.
3 дня лопатил литературу, везде есть определения “фокусов” но нет ни методик РАСЧЕТА, ни указаний на целесообразность ПРИМЕНЕНИЯ. Ни в литературе по проектированию ни в спец. курсах. А ведь лабараторки делалились. Для чего? Более-менее внятно здесь, но тоже без уточнений: aviaciaportal.ru/centr-davlenija-i-ajerodinamiches…
Тут немного эмпирики. www.stroimsamolet.ru/039.php
Вообще задача расчета фокуса модели в общем весьма сложна. Потому что в общем случае надо рассчитать изменение коэффициента момента и коэффициента подъемной силы от угла атаки. При этом надо учитывать влияние скоса потока у оперения (у утки - у крыла), моменты от фюзеляжа, момент от косой обдувки винта и т.д.
Тут посерьезней:
www.reaa.ru/…/Osnovy_ajerodtnamiki_Riga.pdf
Я вот такую книгу почитываю в бумажном виде:
eknigi.org/…/164251-dinamika-poleta.html
Вообще задача расчета фокуса модели в общем весьма сложна. Потому что в общем случае надо рассчитать изменение коэффициента момента и коэффициента подъемной силы от угла атаки. При этом надо учитывать влияние скоса потока у оперения (у утки - у крыла), моменты от фюзеляжа, момент от косой обдувки винта и т.д.
Конечно, но как было сказано Вами, фокус (при нетолстых и не изогнутых профилях и нахождении стабилизатора вне скоса) почти не перемещается, то зачем это знать моделисту. Ну ошибется он на миллиметр. Не стоит усложнять без необходимости, есть такой принцип в технике.
Научно сформулированное действие флюгера - “Для обеспечения продольной статической устойчивости необходимо, чтобы фокус самолета находился позади центра тяжести. В этом случае при отклонении от балансировочного угла атаки появляется восстанавливающий продольный момент” из статьи по ссылке. www.stroimsamolet.ru/039.php
п.210 Тут немного эмпирики. www.stroimsamolet.ru/039.php
Спасибо, остальное в бумаге есть. Интересно было просчитать положение фокуса для парителей. Получается впереди ЦТ, при этом механизм стабилизации понятен, на ГО Су растет (падает) быстрее, чем у крыла и благодаря больших моментов управляет стабилизацией ЛА. Спасибо. До сих пор, слава Богу, не приходилось сталкиваться с необходимостью расчетов ФОКУСОВ. Моментные показатели все проблемы решали и решают 😉
Конечно, но как было сказано Вами, фокус (при нетолстых и не изогнутых профилях и нахождении стабилизатора вне скоса) почти не перемещается, то зачем это знать моделисту. Ну ошибется он на миллиметр. Не стоит усложнять без необходимости, есть такой принцип в технике.[/URL]
Да, центровка подбирается на практике. Ну и остальные настройки тоже. Но! Зная теорию настройки можно настройки делать не методом тыка и перебора всех вариантов а осмысленно. Знание теории позволит хотя бы различать центровку и балансировку модели и знать что лечится центровкой а когда надо просто стриммировать модель.
Получается впереди ЦТ, при этом механизм стабилизации понятен
В таком случае, если провести тест Дрела, то получите или спелый овощь или обратную петлю. Схема утка, в такой ситуации в отличие от нормальной схемы, выполнит такой пилотаж сразу после взлёта.
Не все тесты Дрела работают, в том числе и по “V”-образному оперению. Методика расчета и построения профилей - отличная! (как и у Мартина Хеперле и Эпплера). Практика 1000-ч парителей доказывает работоспособность и высокую эффективность ЛА с задними центровками и ни какие “теории” им не мешают 😉
Практика 1000-ч парителей доказывает работоспособность и высокую эффективность ЛА с задними центровками
Тут как бы не профиль и центровка имеет значение, а мастерство, но не у всех есть терпение следить за тем как растет трава.
Получается впереди ЦТ, при этом механизм стабилизации понятен, на ГО Су растет (падает) быстрее, чем у крыла и благодаря больших моментов управляет стабилизацией ЛА.
Да, а моменты большие за счёт большого плеча, которое создаётся за счёт длины балки (это плечо определяет также и аэродинамическую устойчивость). Главное тут только чтобы не происходил срыв потока с ГО, так как в этом случае при положении фокуса перед ЦТ самолёт закабрит, сбросит скорость и перейдёт в какой-либо из видов плоский штопор. На планерах, о которых Вы говорите, как я понимаю, из-за малых нагрузок на крыло и оперение срывы в большинстве нормальных случаев не наступают похоже. Или бывают временами такие казусы? 😃
P.S. Вы правильно сказали, что вопросы устойчивости нужно рассматривать в динамике, в динамике полёта. Отсюда примеры с закреплённым шарниром выглядят очень упрощёнными и показывают лишь малую часть, а основную часть даже скрывают и могут ввести в заблуждение. Ведь при скорости полёта выше скорости сваливания, при изменении тангажа и альфы, самолёт начинает менять траекторию движения. Именно поэтому ПГО в режиме устойчивого обтекания в совокупности с крылом будет являться стабилизатором этой системы (схемы “Утка”), также как и ГО на классических схемах. А вот если рассматривать режимы, когда крыло перестаёт нести, т.е. режимы низких скоростей в районе скорости сваливания, то там да… С увеличением тангажа увеличивается угол атаки, а траектория полёта не меняется, крыло не поднимает самолёт, аппарат продолжает лететь прямо (это вот как раз похоже на схемы из книжки с закреплённым шарниром). И сколько бы угол атаки не увеличивался до критических значений, уже ничего не изменится и если на ПГО в этот момент не происходит срыв, то оно начинает являться “дестабилизатором”. Отсюда и весь сырбор наверное! Отсюда и идут наверное попытки поставить всё с ног на голову и всем доказывать, что ПГО всегда является дестабилизатором, только потому, что оно находится впереди фокуса. Когда речь идёт о штатных режимах полёта - ПГО является стабилизатором и может стабилизировать как систему с ЦД за ЦТ (ЛА переходит в пикирование), тогда ПГО будет настроено на создание положительного компенсирующего момента, так и систему с ЦД перед ЦТ (ЛА кабрирует), тогда ПГО будет настроено на создание отрицательного компенсирующего момента. Специально не стал писать про деградацию (“продольное V”) как некое жёсткое обязательное условие для всех схем. Хотя для авиамоделей это может являться лишним усложнением и причиной для ещё большего сумбура в обсуждениях на данном форуме.
Отсюда и весь сырбор наверное! Отсюда и идут наверное попытки поставить всё с ног на голову и всем доказывать, что ПГО всегда является дестабилизатором, только потому, что оно находится впереди фокуса.
Вы сильно все усложняете.
Крыло вместе с стабилизатор образует аэродинамическую систему у которой имеется фокус. Это не фокус крыла или стабилизатора, это фокус всей системы. И г.о. не является не стабилизатором, ни дестабилизатором, оно входит в общую несущую систему которую надо рассматривать как одно целое а не стабилизатор и дестабилизатор.
А вот если мы к летающему крылу присобачим впереди ГО, то оно будет дестабилизатором. Потому что сместит фокус вперед от ЦТ. Если после этого переместить ЦТ вперед то получим нормальную схему утка.
Самолеты схемы утка страдают одним сильным недостатком, резким клевком при выходе на большие углы атаки. У нормального самолета угол атаки оперения как правило меньше угла атаки крыла то у утки все наоборот. И при увеличении угла атаки первым выходит на срыв ГО. При этом начинается вращение ЛА на пикирование что еще более увеличивает угол атаки и происходит полный срыв с ГО с резким клевком на нос с большой потерей высоты. Рутан решил эту проблему применением ГО большого без сужения и большого удлинения. На таком ГО срыв наступает плавно, начиная от корня к концам. ЛА плавно опускает нос и выходит из срыва.
примеры с закреплённым шарниром выглядят очень упрощёнными и показывают лишь малую часть, а основную часть даже скрывают и могут ввести в заблуждение.
Все имеют право на ошибку?
“При расположении фокуса впереди центра тяжести самолета увеличение угла атаки приводит к появлению дестабилизирующего (кабрирующего) момента, под действием которого дополнительный угол атаки возрастает еще больше. Самолет будет увеличивать угол атаки и перегрузку до выхода на режим сваливания. В этом случае самолет в продольном отношении неустойчив”. Глава Устойчивость и управляемость самолета.
А вот если мы к летающему крылу присобачим впереди ГО, то оно будет дестабилизатором.
Алилуйя. 😃 Но всё таки, все поверхности впереди ЦТ, и фюзеляж и шасси и ПГО создают дестабилизирующий момент, не зависимо от схемы и находится ЛА в устойчивом, сбалансированном или другом состоянии. Важно только наличие движения ЛА носом вперед.
Все имеют право на ошибку?
“При расположении фокуса впереди центра тяжести самолета увеличение угла атаки приводит к появлению дестабилизирующего (кабрирующего) момента, под действием которого дополнительный угол атаки возрастает еще больше. Самолет будет увеличивать угол атаки и перегрузку до выхода на режим сваливания. В этом случае самолет в продольном отношении неустойчив”. Глава Устойчивость и управляемость самолета.
Все правильно.
Про смысл фокуса.
Имеем модель массой 1 кг. Она летит горизонтально с постоянной скоростью. Следовательно подъемная сила равна тоже 1 кг. Часть ее приложена к крылу, часть к стабилизатору, равнодействующая располагается в центре тяжести. Если теперь в результате порыва ветра угол атаки увеличится то возрастет и подъемная сила, допустим на 200 грамм. Изменится подъемная сила и крыла и стабилизатора. Но равнодействующая этих 100 грамм будет приложена в фокусе модели. И понятно что если фокус перед ЦТ то модель еще больше увеличит угол атаки и сорвется.
Алилуйя. 😃 Но всё таки, все поверхности впереди ЦТ, и фюзеляж и шасси и ПГО создают дестабилизирующий момент.
Можно и так сказать. Но это лишнее утверждение. Ну например если у “утки” убрать “дестабилизирующее” ГО то она будет устойчива только в вертикальном пикировании. Такой вот “дестабилизатор”.
У устойчивой утки стабилизатор имеет больший угол установки чем крыло. Ну например на три градуса. И если например в полете на крыле угол атаки три градуса то у стабилизатора шесть. Если теперь увеличить угол тангажа на три градуса то подъемная сила крыла возрастет вдвое а стабилизатора только на 50 процентов. Что даст момент на пикирование. Такой вот “дестабилизатор”.
Читайте между строк. “переднее крыло вызовет неустойчивость, а заднее сообщит устойчивость.”
Я просто читаю книгу В.С. Пышнова “Аэродинамика самолета”, и там мне все понятно без “между”. А здесь я некоторых вообще не понимаю
Могу и текст с картинками про флюгер продольной устойчивости из руководства по использованию программы XFLR здесь привести.
Выкладывайте.
Наоборот стенд на рисунках 115-116 не совсем правильный ,нет масс за ЦТ ( если не будет достаточной скорости встречного потока , рычаг с ПГО ( с крылом ) будет стремится опустится из -за притяжения земли.
На том же скане почитайте профессора, в примере ничего не опустится. Вот поэтому наверно мы по разные стороны здесь.
Полностью поддерживаю Сергея(Cosh ) в посте №217.
" Вековая утка" считать ПГО стабилизатором ! А просто хвостовое оперение имело РВ и оно действительно являлось стабилизатором за 20 лет раньше , на классической схеме самолёта .
Имело место банальное воровство ( промышленный шпионаж и в то время хорошо был развит) .
Русский “моряк-самоделкин” сделал самолёт “классической” схемы , кстати который полетел 1882 году ( патент 1881г)!
Просто наши чиновники как всегда “запороли” очередного “Кулибина” .
Почему-бы американцам не сделать классику , а именно утку , да просто ПАТЕНТ нужен был на новую схему , чтобы никто не оспорил .
Они тупо развернули самолёт хвостом вперёд и развернули винт . Кстати первый самолёт у них был не Флайер-1 , а с килями впереди (как у бразильца) .
А был -ли вообще полёт утки в 1903 году , если считать , что его бегом тянули как бурлаки на Волге , аж 36,5 метра , вот подлёт и получился .
Я очень сомневаюсь , чтобы в то время знали аэродинамику .
СИЛЬНО НЕ ПИНАЙТЕ , ПРОСТО МОЯ АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ВЕРСИЯ ИСТОРИИ , КАК ПОЯВИЛАСЬ УТКА И КАК НАЗВАЛИ ПГО СТАБИЛИЗАТОРОМ:)
Как бы если взять пилотажку с симметричным профилем и нулевыми углами, то пример с флюгером работает один в один.
Я проверял мини-модель тандема . Профиль на крыльях плоско-выпуклый , работает также встречном потоке как самолёт ( дул под разными углами атаки ), углы установки крыльев были выставлены как надо ( переднее на 1,5 градуса больше ) .
Отсюда и весь сырбор наверное! Отсюда и идут наверное попытки поставить всё с ног на голову и всем доказывать, что ПГО всегда является дестабилизатором, только потому, что оно находится впереди фокуса.
Где можно встретить ( на других схемах ) чтобы стабилизатор имел больше нагрузку на единицу площади ?
Где на других схемах стабилизатор стоит с большим углом установки чем крыло ?
В чем разница между уткой и тандемом кроме малой площади переднего крыла и наличия РВ ( многие делают модели уток ,ПГО без РВ , а элевоны на заднем крыле и летаю намного лучше ) ?
- Кто сказал, что на ПГО удельная нагрузка больше? 2. Установочный угол определяет лишь условия эффективной работы в сочетании с остальными параметрами (профиль, площадь, плечо, скорость обтекания). 3. Разница в определениях самого ЛА, а принципы совершенно одинаковые, даже для для бесхвостки. Возможно, что элевоны улучшают управляемость, но они же и снижают характеристики управляемой поверхности. Поэтому органы управления и располагаются в соответствии с целесообразностью для выпоняемых задач.
Имело место банальное воровство ( промышленный шпионаж и в то время хорошо был развит) .
Русский “моряк-самоделкин” сделал самолёт “классической” схемы , кстати который полетел 1882 году ( патент 1881г)!
Просто наши чиновники как всегда “запороли” очередного “Кулибина” .Почему-бы американцам не сделать классику , а именно утку , да просто ПАТЕНТ нужен был на новую схему , чтобы никто не оспорил .
Они тупо развернули самолёт хвостом вперёд и развернули винт.СИЛЬНО НЕ ПИНАЙТЕ
-
При всем моем уважении к Можайскому у него был предшественник, Хенсон. И влияние проекта Хенсона в проекте Можайского трудно не заметить. Причем некоторые узлы у Хенсона прогрессивнее выглядят, например профиль крыла, удлиннение крыла.
ru.wikipedia.org/wiki/Хенсон,_Уильям -
Я тоже не понимаю зачем братья Райт не сделали классику. Она уже тогда была классикой. Братья Райт ведь не на голом месте свой ероплан соорудили, был уже Лилиенталь (классика), был достаточно массовый планер Шанюта (классика). Причем Шанют их консультировал в процессе работы над самолетом. Он в отличие от Райтов бесплатно делился своими идеями со всеми.
ru.wikipedia.org/wiki/Шанют,_Октав
Я не знаю почему Райты испортили планер Шанюта переносом стабилизатора вперед. Возможно для удобства взлета и посадки при лежачем положении пилота. Патент на самолет в целом им все равно не дали, в частности из за самолета Можайского. -
Сильно не буду, но легонько пну, истории авиации не знаете. Есть же популярные книжки. Ну например такая www.vokb-la.spb.ru/contents/16/index.html
P.S. В поисках шанютов и хенсонов случайно наткнулся на много-много книг по авиации в одном месте www.vokb-la.spb.ru/library/index3.html
- Разница в определениях самого ЛА, а принципы совершенно одинаковые, даже для для бесхвостки. Возможно, что элевоны улучшают управляемость, но они же и снижают характеристики управляемой поверхности.
Вот именно принципы работы поверхностей на любой схеме одинаковы ! С какого момента у Утки ПГО записался как стабилизатор - когда решили перед крылом поставить ГО с РВ . В те времена скорей всего даже не было понятие , что такое стабилизатор , считалось просто поверхность с функцией РВ .
Лепили разную “экзотику” не понимая как будут работать поверхности относительно фокуса ЛА . А просто не было ещё в то время аэродинамической трубы чтобы проверить на модели .
- Кто сказал, что на ПГО удельная нагрузка больше?
Даже вы можете это сказать если захотите , попробуйте простым способом рассчитать нагрузку на ПГО и крыло , вес ЛА 2кг .
Перегруз ПГО ведёт к увеличению скорости полёта на влёте и посадке , никакие супер-пупер профиля не спасут если скорости будет мало .
Я на “ТОРУКе” решил увеличить скорость на ПГО и центроплане крыла за счет принудительного обдува от винтов , тем самым может уменьшится скорость полёта и повысится подъёмная сила несущих поверхностей . Ещё принудительный обдув рулей позволит рулить даже когда скорость будет мала , а углы атаки слишком большие . А когда ВМГ не будет работать -ПГО разгрузят элевоны на крыле и модель будет способна парашютировать ( не планировать) . Конечно это будет не планер , так-как общая нагрузка больше 50 гр/дм2 .
- При всем моем уважении к Можайскому у него был предшественник, Хенсон. И влияние проекта Хенсона в проекте Можайского трудно не заметить. Причем некоторые узлы у Хенсона прогрессивнее выглядят, например профиль крыла, удлиннение крыла.
Интересно как-бы развивалась авиация если раньше откопали и распознали чем являются эти игрушки , а может она вообще не развивается , а просто повторяется по кругу времени 😒
Уместно вспомнить пресловутый «колумбийский золотой самолет» – раритет, случайно обнаруженный экспертами среди экспонатов Колумбийского исторического музея. Его древность доказана: анализ показал, что вещица относится к рубежу I и II тысячелетий. Восьмисантиметровая статуэтка из музея в Боготе представляет собой точную копию реактивного истребителя 1970х гг.! Более того, увеличенная ее модель, проверенная на авиационном стенде, показала отличные аэродинамические качества и в свободном полете преодолела более 200 м!