Махолет-планер с плоско-параллельным движением крыла
Есть проект модели махолета-планера с плоскопараллельным движением крыла.
Крыло не будет создавать подъёмную силу , так как для этого надо чтобы поток над верхней поверхностью разгонялся от передней кромки до задней , тем самым образовывалась область низкого давления . А у такого крыла как вы нарисовали наоборот на верхней поверхности будет высокое давление и поток будет огибать крыло со всех сторон , создавая только сопротивление . Это тоже самое , что резко поднимать и опускать шляпу на голове .
Извиняюсь, что наследил тут, ухожу в другую тему.
На нижнем видео у махолёта под хвостом турбореактивный двигатель 😃
Тряпочные крылья - это очевидно не то что автор топика имел ввиду. Концепт предполагал использование “нормального” крыла с хорошими несущими способностями.
В качестве (дилетанского) соображения по теме. Очевидно что все это должно работать как-то так: - две фазы сменяющих одна другую: 1) крыло планирует в оптимальном режиме с небольшим снижением; 2) крыло резко поднимается вверх восполняя потерю высоты. Если в отношении первого режима особых вопросов нет, то для второго режима, вопрос в том, откуда возьмется сила поднимающая (относительно земли) крыло. В схеме которая изначально была предложена, крыло отталкивается от “корпуса самолета” и соответственно полет выглядит так: в первой фазе (планирования) корпус плавно подтягивается к крылу; во 2-ой фазе крыло отталкивается от корпуса набирая высоту. Тут необходимая сила - “инерционная”, - для нее требуется наличие тяжелого “корпуса” самолета. Я предлагаю рассмотреть другой вариант создания силы во второй фазе- “аэродинамический”: крыло отталкивается не от массы, а от воздуха. Для этого используем два крыла - одно опирается о воздух, второе от него отталкивается набирая высоту. Затем они меняются местами. Крылья при этом могут располагаться одно под другим, либо друг за другом.
(Прошу громко не смеяться)
Мне кажется на всех реальных махолетах с жесткой(полужесткой) конструкцией крыла присутствуют элементы несущие (обладающие подъемной силой при движении вперед) и эластичные части оконечностей профиля крыла которые при маховых движениях создают реактавную тягу, т.е. поток воздуха направленный назад. Ни на изображениях не у реальных моделей не обнаружил механизма изменения установочных углов крыла. Скорее всего настройка “планера” предшествует динамическому полету. Управление направлением движения - трехперым хвостом при поперечных поворотах, т.е. одним механизмом.
Почти по теме :padaread.com/?book=37615&pg=83
Думаю, за основу можно взять идею.
Концепт предполагал использование “нормального” крыла с хорошими несущими способностями.
Так движителя потока нет ! Само крыло на это не способно будет .
С жёстким крылом , может помочь разгонять поток ротор с приводом от движка . Можно применить эффект Магнуса . Получится типа летающей газонокосилки 😃
Тут необходимая сила - “инерционная”, - для нее требуется наличие тяжелого “корпуса” самолета.
Бесполезно , в небе опору приобретёт крыло , а фюзеляж от силы тяжести будет просто дрыгаться .
Так движителя потока нет ! Само крыло на это не способно будет .
В этом и вопрос: можно ли с помощью “обычного крыла”, работающего как обычное крыло (а не как лопасти газонокосилки или мухобойка), создавать одновременно и под’емную силу и тягу (путем хитровыдуманных его (крыла) движений). В принципе, видимо хорошие птицы это примерно и делают. Вопрос - нельзя-ли придумать что-то лучше чем придумал ОН?
Можно применить эффект Магнуса . Получится типа летающей газонокосилки
Ну так такое вроде есть, даже паруса для яхт предлагали. Но это уже другая тема.
Крыло не будет создавать подъёмную силу , так как для этого надо чтобы поток над верхней поверхностью разгонялся от передней кромки до задней , тем самым образовывалась область низкого давления . А у такого крыла как вы нарисовали наоборот на верхней поверхности будет высокое давление и поток будет огибать крыло со всех сторон , создавая только сопротивление . Это тоже самое , что резко поднимать и опускать шляпу на голове .
Задержался с ответом- рисовал картинки. Подъемная сила на крыле, будет создаваться при планировании. Что произойдет, если при этом подтянуть крыло, мне самому не ясно, но есть предположение, что может возникнуть процесс подобный другим многократно наблюдаемым явлениям- колебанию качелей или раскатыванию скейтбордиста в U-образной рампе.
Не углубляясь в формулы ОВЕЛА (см. вышестоящие сообщения), в двух словах можно рассуждать на аналогиях. В U-образной рампе скейтбордист распрямляется на нисходящем участке (правом по рисунку), поднимая ЦТ, и разгоняется к нижней точке до большей скорости, чем он бы получил, оставаясь неподвижным относительно скейта. Далее проезжает горизонтальный участок и, приседая на восходящем участке, опуская ЦТ, докатывается до верхней части левой стороны рампы.
Если U-образную рампу заменить волнообразной дорожкой (пунктирные линии), то так можно будет катиться в даль-далекую.
Если махолет в планирующем полете подтянется к крылу, то по аналогии со скейтбордистом, получит разгон в движении к нижней точке волны (как наклон лопасти пропеллера нужен для создания тяги, так и наклон плоскости планирования даст при махе дополнительную составляющую к скорости движения модели с неподвижными крыльями. При этом крыло движется по волне, а фюзеляж горизонтально. Этот дополнительный разгон понадобится на махе вверх.
Как скейтбордисту удается, приседая, достигнуть той же высоты на восходящем участке U-образной рампы, так и махолет на взмахе вернется к исходной точке цикла.
Рассуждения умозрительные, гипотетические. Модель махолета-планера задумана как раз для того, чтобы поиграться с подтягиваниями-опусканиями крыла.
Мне кажется что никаких ТЕОРЕТИЧЕСКИХ препятствий к осуществлению этого нет. Вопрос в том КАКИЕ именно должны быть движения и какова будет ЭФФЕКТИВНОСТЬ всего этого.
Думаю было бы лучше это попробывать рассчитать или смоделировать в компьютере, чем строить “методом тыка” реальный аппарат. Хотя конечно проще всего давать советы…
Если U-образную рампу заменить волнообразной дорожкой (пунктирные линии), то так можно будет катиться в даль-далекую.
Это будет работать эффективно, при выполнении условий. 1.Крыло имеет массу меньше фюзеляжа (чем меньше тем лучше). 2.Крыло изменяет угол атаки так чтобы вектор подъемной силы наклонялся вперед. 2.Достаточно большое вертикальное перемещение крыла (чем оно меньше тем меньше результат, потому, что развиваемая тяга пропорциональна вертикальной скорости, а в синусоиде скорость максимальна только в средней точке т.е. крыло работает только часть Вашей волнообразной дорожки и чем меньше амплитуда тем более высокая должна быть частота). 3.Для формирования воздушного потока нужно некоторое расстояние, это расстояние крыло будет работать впустую.
Вытекает это из определения Жуковским подъемной силы как величины перпендикулярной потоку воздуха. Чтобы получить тягу направленную горизонтально, крыло должно перемещаться вертикально, но не плашмя же 😈, а под оптимальным углом атаки (который равен примерно 5градусов). Кто не понимает, я не виноват - в школьных учебниках, что то было про сложение векторов.
Не будет работать как движитель ! У скейтбордиста другой принцип , он на землю опирается . А планер опирается наоборот крылом об поток , а фюзеляж как балласт ( груз) . Проще говоря в полёте будет фюзеляж скакать .
В принципе, видимо хорошие птицы это примерно и делают.
Крыло птицы можно сравнить с ластами .
Проще говоря в полёте будет фюзеляж скакать .
Поставить вместо фюзеляжа крыло снизу симметрично:) Или это уже предлагали? Это будет работать - как пульсирующий водомет.
Крыло птицы можно сравнить с ластами .
Поставить вместо фюзеляжа крыло снизу симметрично Или это уже предлагали?
Крыло надо не жесткое , чтобы могло изменять угол атаки , только тогда будет движение потока поперёк крыла от передней кромки к задней .
Это будет работать - как пульсирующий водомет.
По такому и работает движитель этой модели , как медуза .
Это не тоже самое как у настоящей стрекозы , у стрекозы пара крыл находится за другой парой и они работают в противоход .
Не надо забывать про сложную структуру “обшивки” птичьего крыла. Гибкость задней кромки, которая способствует изменениям углов атаки и перебалансировке, обеспечивается сложной структурой и особым роасположением перьев. Перья, в свою очередь, сами имеют сложную структуру, дифференцированную жесткость, разную при маховых движениях в разные стороны.
Не надо забывать про сложную структуру “обшивки” птичьего крыла.
Скорей всего махолёты ближе не к птице , а летающей мыши .
Скорей всего махолёты ближе не к птице , а летающей мыши .
Поэтому, кинематика не требует усложнений. Крутильная гибкость крыла при радиальных взмахах обеспечивает ТЯГУ. Управление направлением у “летучих мышей” и “летающих рептилий” усложняет кинематику, поэтому все реальные махолеты снабжены управляемыми хвостами с 2 или 3 плоскостями.
Да если установить изначально угол для хода крыла вверх, а угол для рабочего хода будет получаться за счет упругости. Только тогда махолет будет однорежимный и будут потери “на люфты”.
Основная задумка- не молотить крылом по воздуху, а плавно подтягивать крыло к фюзеляжу (или фюзеляж к крылу?), с частотой порядка 1 Гц.
Полетит вот доказательство: 😃
" Многое по созданию аппаратов такого типа сделал Г.С.Васильев. В своей книге “Основы полета моделей с машущими крыльями” (Москва, 1953 г.) он описал одну из них, построенную еще в 1923 году немецким инженером Рейфенштейном (сам принцип махолета с параллельным взмахом крыла был разработан в России в 1911 году). Чертежи ее приведены на нашем рисунке 4. Крыло имеет жесткую переднюю кромку и гибкие бамбуковые хвостовые части нервюр. Оно жестко связано с двумя шатунами, приводимыми в движение кривошипами. Последние имеют общий вал, на который намотана нить мотора, приводимого в движение шестью резиновыми нитями сечением 2 мм2 каждая и длиною 140 мм (в растянутом состоянии 840 мм). Модель весила 120 г и совершала 10,7 взмаха в минуту. Дальность полета составляла 20 м при длительности 5 секунд. Резиномотор весил 1,5 грамма и мог развивать мощность в 1,3 ватта. Иными словами, мощность всего 10,8 ватта приходилась на один килограмм веса модели. Скорость полета, конечно, была маленькая, но огромные энергетические преимущества машущего полета здесь налицо."
Вопрос в том КАКИЕ именно должны быть движения и какова будет ЭФФЕКТИВНОСТЬ всего этого.
Если при испытаниях модели подтвердится допустимость аналогии с колебаниями качелей (скейтбордиста в рампе), то насчет “правильных” движений можно так рассуждать.
Поставим на качели вместо человека- моторредуктор такой же массы, который через кривошипный механизм может сам себя поднимать-опускать (на ту же высоту, что и ЦТ человека). Что произойдет, если включить мотор? Понятное дело, что смотря из каких начальных условий. Если из неподвижного положения в нижней точке, то мотор так и будет ходить вверх-вниз без раскачивания качелей.
Если мотор включить из отклоненного положения дощечки, то тут вариантов куча- начнет ли он с подъема из нижнего положения или с опускания из верхнего, с какой “быстротой” (частотой колебаний).
Если человек будет стоять рядом и управлять по радиоканалу подъемами-опусканиями мотора, то он вполне сможет раскачать качели, как если бы стоял на них сам. Даже “солнышко” сможет крутануть. Если же мотор будет предоставлен сам себе с фиксированной частотой подъемов-опусканий, то такая ситуация рассматривается в учебниках по ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ (сделаю подборки). В результате колебания могут получиться как устойчивыми, так и неустойчивыми (в зависимости от соотношения параметров-масса, зависимость сопротивления от скорости, частота перемещений мотора).
Махолеты (любой схемы-классической птичьей, с плоскопараллельным движением крыла) без обратной связи могут оказаться как в области устойчивых, так и неустойчивых колебаний. Причем даже у хорошо летающих махолетов колебания могут быть устойчивыми, но не самыми эффективными с энергетической точки зрения. Человек на качелях-хороший пример малозатратных колебаний. С точки зрения минимизации затрат энергии на полет мускульный вариант махолета может выигрывать у моторного без обратной связи.
В предложенном проекте модели интересно попробовать управлять моментами взмахов и опусканий крыла в ручном режиме- попытаться раскачать “воздушные качели”.