Махолет-планер с плоско-параллельным движением крыла
Заранее спасибо. Размеры подкорректируем, важно понять принцип и тонкости.
И ещё по предложенной схеме у меня к автору есть вопрос. На схеме показан механизм перемещения корневой нервюры, а не крыла в целом. Крыло - это всё же достаточно сложный объект, имеющий реальный вес, прочность, жёсткость и т.д. Оно испытывает в воздухе очень реальные нагрузки. Перемещать его в вертикальной плоскости необходимо с помощью механизма, имеющего тоже какую-то реальную прочность и жёсткость. Такой механизм должен быть пространственным, а не плоским, как на картинке. Иначе крыло в движении просто отвалится от этого механизма.
Например такая конструкция механизма крепления крыла. Шарнирную тягу к хвостовой балке и тягу к кривошипу моторредуктора не изображал- слишком долго в изометрии рисовать.
О конструктивных подробностях, которые будут по ходу изготовления появляться, можно будет дополнительно рассказать (например, для уменьшения трения шарнирных звеньев друг о друга по плоскости, между ними можно мелкие биссеринки проложить.
Шарнирные звенья, для начала, можно изготовить из планок, нарезанных из ученических деревянных линеек. Сломаются- заменить стеклопластиковыми трубками.
В осях (швейных иглах) будут люфты: до старта не донесёте, всё будет болтаться.
например, для уменьшения трения шарнирных звеньев друг о друга по плоскости, между ними можно мелкие биссеринки проложить.
Этим ещё сильнее усугубите.
В Вашем варианте крыло имеет вес сильно сравнимый с фюзеляжем и в результате крыло будет махать телом, а не наоборот.
Лучше копировать природу, используя очень легкое крыло. Скопировать кинематику, сделать привод без потерь и добавить механизм управления углом атаки с контроллерным, а не механическим управлением,.
В Вашем варианте крыло имеет вес сильно сравнимый с фюзеляжем и в результате крыло будет махать телом, а не наоборот.
Лучше копировать природу, используя очень легкое крыло. Скопировать кинематику, сделать привод без потерь и добавить механизм управления углом атаки с контроллерным, а не механическим управлением,.
У большинства махокрылых движения получаются “встречные” крыла и тела (корпуса). Главное траектория относительного движенття крыла (относительно среды). Голубь-махолет с резиновым мотором имеет соизмеримые массы крыльев и корпуса, колышется весь, но при определенных настройках очень резво набирает 20…25 метров высоты при всего 150…160 взмахах, потом планирует.
Ну если подходить к вопросу не как к игрушке, а как к ТЗ, то энергию нужно тратить не на перемещение центра масс, а на создание тяги с помощью движителя. И проблема то не очень сложная при современных материалах и технологиях (для не очень больших моделей конечно).
Вот самый совершенный на данный момент аппарат. Еще немного и будет как настоящая птица один в один. Можно только упростить привод если сделать не жестким, а гибким. Видно, что как движитель работает внешняя часть крыла, у которой больше амплитуда движения, вот на неё и нужно обратить внимание, увеличить ход крыла вниз и совершенствовать поворотный механизм ответственный за угол атаки.
Есть еще энтузиаст Kazuhiko Kakuta, но он двигается в нужном направлении слишком медленно 😃.
Хотя вот эта птичка выглядит уже неплохо. Но схема очень простая, угол атаки изменяется перекладыванием на упорах и нет профиля крыла.
Потом еще нужна крутка профиля вдоль размаха, и самое сложное это адаптивный угол атаки в зависимости от нагрузки и скорости. Птица не молотит тупо крыльями она чувствует нагрузку и подстраивает работу крыла.
Почему то нет темы про махолеты. Наверно потому, что сложно и затратно а выход - игрушка на вес золота. Если разработать хорошую конструкцию китайцы тут же скопируют. Вот немцы почти достигли совершенства идеи правильные, но ошибка в кинематике крыло имеет малый ход при махе и в результате едва создает тягу. В ролике есть почти все подробности конструкции.
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 .