[Теоретический вопрос]
Последнее время много читал про предкрылок Болдырева и Fanwing. К примеру, у последнего подъемная сила составляет 25gr на ватт затрачиваемой мощности (испытания в аэродинамической трубе), что очень недурно.
Отсюда такой вопрос:
Допустим мы имеем крыло длиной 1м закрепленное на стенде так, что мы можем измерять подъемную силу на крыле.
Перед крылом стоит труба шириной 1м (по длине крыла) и высотой N.
Из трубы истекает поток воздуха скоростью V.
Вопрос состоит в том, какой должна быть высота трубы N, чтобы подъемная сила на крыле была близка к подъемной силе на таком же крыле, расположенном в аэродинамической трубе с такой же скоростью потока? Или хотя бы сопоставима с ней (понятно, что на выходе из трубы возникают доп. завихрения)
Первое что приходит в голову, это что высота трубы должна быть равна или больше высоте крыла + 2*толщина погранслоя(сверху+снизу).
Это вопрос лучше разместить на Авиафоруме, там очень много людей с профильным образованием и опытом работы в КБ и пр.
А так конечно любопытный аппарат (для моделей)
На reaa написал, если будет что-то интересное, то продублирую ответы сюда.
У ТС явно возникла похвальная идея обзавестись собственной аэродинамической трубой для экспериментальных работ.
В его вопросе есть один недостаток для общения на техническом форуме: отсутствие технического рисунка, поясняющего его вопросы (пример - вр вложении).
Поэтому могу порекомендовать ознакомиться с некоторыми литературными источниками:
- Винклер_25 опытов по физике полета_1963 с приложениями www.twirpx.com/file/1173037/
- Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении www.twirpx.com/file/183133/
Размеры рабочей части трубы определяются возможностями заказчики: помещением и финансово-энергетическими возможностями.
Удачи.
Связался с человеком с reaa, который занимался подобным вопросом - обещает заглянуть в Вашу тему (там)
У ТС явно возникла похвальная идея обзавестись собственной аэродинамической трубой для экспериментальных работ.
В его вопросе есть один недостаток для общения на техническом форуме: отсутствие технического рисунка, поясняющего его вопросы (пример - вр вложении).
Поэтому могу порекомендовать ознакомиться с некоторыми литературными источниками:
- Винклер_25 опытов по физике полета_1963 с приложениями www.twirpx.com/file/1173037/
- Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении www.twirpx.com/file/183133/
Размеры рабочей части трубы определяются возможностями заказчики: помещением и финансово-энергетическими возможностями.
Удачи.
Cпасибо, но не совсем так. Интересует тема принудительного обдува крыла(или только верхней его пов-ти). Затрачиваемая на обдув энергия зав-т от скорости потока и площади сечения. Если “высота потока” должна быть порядка толщины пограничного слоя, то это может быть энергетически выгодно, если значительно, больше, то соотношение подъемной силы к мощности будет слишком низким, чтобы использовать это на практике.
Связался с человеком с reaa, который занимался подобным вопросом - обещает заглянуть в Вашу тему (там)
Спасибо.
чтобы использовать это на практике.
Ну, самое простое применение “обдува крыла с целью получения подъемной силы”- использование ВМГ с тянущим винтом.
Еще лучшие результаты- дает двухмоторная схема.
то это может быть энергетически выгодно
Однозначно и не только по причине “обдува”, но еще- и ввиду улучшения условий работы винта (винтов), который находится впереди крыла в невозмущенном потоке.
Все это- давным давно известно: в чем, собственно, [теоретический вопрос ]?
Из трубы истекает поток воздуха скоростью V.
Если этот поток “истекает”- значит, его что то создает? Какой либо пропеллер?
Но в таком случае- поток будет вихревым?
А это- не совсем здорово: обтекание крыла тоже будет неравномерным 😦
В трубах именно поэтому используется “обратная схема”, то есть вентилятор, создающий поток работает не на “выдувание”, а на всасывание, а испытуемое крыло- ставят перед ним. Кроме того, используют еще систему неподвижных лопаток, дополнительно убирающих вихри.
подъемной силы к мощности будет слишком низким
Конечно, прирост подъемной силы будет значительно меньше, чем мощность, затрачиваемая на создание обдува: иначе барон Мюнхгаузен- запросто вытащил бы себя за волосы.
КПД > 100% еще никто не получал 😦
А так конечно любопытный аппарат (для моделей)
Нечто подобное- уже делалось еще в СССР, но как то рассосалось само собой : img545.imageshack.us/img545/…/73adec10a2ca.jpg
Ну, самое простое применение “обдува крыла с целью получения подъемной силы”- использование ВМГ с тянущим винтом.
Еще лучшие результаты- дает двухмоторная схема.Однозначно и не только по причине “обдува”, но еще- и ввиду улучшения условий работы винта (винтов), который находится впереди крыла в невозмущенном потоке.
Все это- давным давно известно: в чем, собственно, [теоретический вопрос ]?Если этот поток “истекает”- значит, его что то создает? Какой либо пропеллер?
Но в таком случае- поток будет вихревым?
А это- не совсем здорово: обтекание крыла тоже будет неравномерным 😦
В трубах именно поэтому используется “обратная схема”, то есть вентилятор, создающий поток работает не на “выдувание”, а на всасывание, а испытуемое крыло- ставят перед ним. Кроме того, используют еще систему неподвижных лопаток, дополнительно убирающих вихри.Конечно, прирост подъемной силы будет значительно меньше, чем мощность, затрачиваемая на создание обдува: иначе барон Мюнхгаузен- запросто вытащил бы себя за волосы.
КПД > 100% еще никто не получал 😦Нечто подобное- уже делалось еще в СССР, но как то рассосалось само собой : img545.imageshack.us/img545/…/73adec10a2ca.jpg
Вы немножко не поняли вопроса.
Fanwing продемонстрировал, что создать искусственный поток воздуха на верхней поверхности крыла в несколько раз выгоднее, чем взять пропеллер, диаметр которого равен длине крыла и вращать его.
Fanwing просто создает поток воздуха на верхней поверхности.
Вопрос в том какой высоты(толщины) должен быть этот поток, для создания эффективной подъемной силы.
И сопроводительный вопрос - если мы создаем поток воздуха исключительно на верхней кромке, то в чем отличие от использования эффекта коанда, где у нас тупо идет разворот потока за счет его “прилипания” к поверхности?
росто создает поток воздуха на верхней поверхности.
Вот этого я действительно не понял: что значит, “просто создает поток”?
С помощью чего?
Насколько я вижу (если это не фотожаба) у них есть летающий образец реального масштаба?
Так нет ничего проще, как засунуть его в большую АДТ и получить все ответы?
Или- сделать масштабную модель, засунуть её в трубу поменьше…
А теоретически- вряд ли кто то даже из спецов в аэродинамике Вам ответит что то вразумительное, хотя в 20-30 годы каких только схем ЛА не пробовали?
Может и эту полотенце/сушилку кто то делал?
PS www.youtube.com/watch?v=kgOAwzG9Fd0Таки нашел видео: оно действительно летает, только как то не очень: махолеты тоже летают, я что толку?
ЗЫ: пришел в голову попутный вопрос: что будет с пилотом, если в эту сенокосилку попадет птица?
То есть, она разлетится на букет из лопастей, которые скосят все, что попадется на пути?
Пока у нас спорят и рассуждают, университеты (вокруг Тихого океана) работают, исследуют, летают (в размерностях до больших моделей).
Fаnwing практически нет крыла - ПС создает тангенциальный вентилятор.
тангенциальный вентилятор.
Судя по видео, летает это чЮдо, как ему и положено:медленно и со скорбью: имея на борту такого размера “гироскоп”, по другому оно и не может?
Моменты инерции -дикие?
Судя по видео, летает это чЮдо, как ему и положено:медленно и со скорбью: имея на борту такого размера “гироскоп”, по другому оно и не может?
Моменты инерции -дикие?
И тесты в АДТ имеются у них, получили внушительные 25гр на ватт(250Н на квт).
тангенциальный вентилятор
Именно. Этот тангенциальный вентилятор создает поток воздуха на внешней пов-ти. Как выбирается толщина потока? Экспериментально, или все таки есть математическая база?
Не забывайте об одной важной особенности ЛА с таким крылом. В случае выхода из строя привода жатки, аппарат превращается в баллистический кирпич. Никакой авторотации как у вертолета не будет.
Этот тангенциальный вентилятор создает поток воздуха на внешней пов-ти.
И где здесь крыло (в принятом значении этого определения)?
Вопрос в том какой высоты(толщины) должен быть этот поток, для создания эффективной подъемной силы.
Любой если создадите.
Понимаете в чем дело. Ваш вопрос сродни тому каким должно быть напряжение питания чтобы через устройство тёк необходимый ток xx ампер. Ответ любое если входное сопротивление устройства позволит достичь нужного тока.
Тут приблизительо также. В зависмости от того как именно и чем вы этот поток формируете может понадобится совершенно разные толщины а то и будет теоретически невозможно достичь того что вы хотите.
Для создания подьемной силы вам нужно создать на профиле перепад статических давлений.
В обычном случае набегания невозмущенного на бесконечности потока его полное давление (сумма статического и динамического) константа и на бесконечности одинаково как для верхней так и для нижней части потоков обтекания профиля. А потому при обтекании чем выше скорость потока в верхней половине тем меньше его статическое давление. Получается простая зависимость хочешь большую подьемную силу (перепад статических давлений) разгоняй профилем верхнюю половину потока относительно нижней и наоборот чем выше скорость в верхней половине в сравнении с нижней тем больше перепад и выше подьемная сила.
Но вот беда все это прямые и обратные зависимости в стиле если/то и больше/меньше верны если полные давления на бесконечности одинаковы. А если нет и у разных половин потока обтекания разные исходные условия “на бесконечности” то увы не факт что статическое давление разогнанного над крылом потока будет меньше чем статическое давление неподвижного под ним. Если вы закачаете 10-20 атмосфер в ресивер и начнете формировать из него поток над крылом то не факт что этот поток не впечатает тупо в землю крыло над которым его продувают. Просто потому что у разогнанного исходное полное давление настолько больше что уменьшение его статической части за счет разгона совершенно недостаточно чтобы она стала меньше полного амосферного под крылом. В итоге продувая над крылом такой и такой воздух в итоге получим немножко “неподьемную” силу.
Нетзвестность что чем и как дуем из вашей трубы - Это первое что “сильно затруднеяет возможность ответить”.
Второе это то что подразумеваемая вами “затопленная” струя (а это именно она - струя воздуха в воздухе) имеет некоторую динамику смешения с окружающим воздухом.
И вопрос состоит стоит не в том какого размера должна быть высота струи по сравнению с толщиной крыла, толщина крыла тут свершенно неважна. Вопрос в том какова должна быть толщина струи при заданной скорости истечения чтобы она в следствии смешения с окружающим воздухам имела хоть какой нибудь смысл (ее влияние было заметно) к концу профиля.
Ну то есть соотношение толщины струии идет не с толщиной профиля, а с рамером его хорды.
В случае набегания потока на профиль относительно профиля движется ВЕСЬ окружающий воздух (до, после, над, под), в случае если воздух дуют над профилем то движется его незначительна часть. В первом случае рассматриваем взаимодействе всего потока с профлем во втором маленького локального возмущение потока с профилем и окружающим его неподвижным воздухом.
Просто рано или поздно поток из трубы любой толщины смешается с окружающим воздухом и успокоится. А вот кончится ли крыло к этому моменту (какова его хорда) или нет неизвестно. Предпологаемая хорда терра инкогнита, а потому потребная высота трубы величина не познаваемая. Это второе.
Както так
По старой памяти (двадцать с немалым гаком лет) характерные размеры (длинна) зоны смешения для круглой затопленной струии в зависимости от параметров истечения 5-12 ее диаметров. Это в “свободном” пространстве. Экранный эфект (наличие жесткой стенки профиля ) если правильно помню скорее всего эти показатели удвоит. Грубо можно считать что мы имеем в свободном пространстве две зеркально отраженных относительно стенки профиля трубы дает отсутсвие тангенциальных течений на границе раздела идущей по профилю. Это грубо дает удвоение диаметра и всех остальных размерных параметров. Это порядки величин. У вас струя плоская так что эти цифры воспримите как “экспертная оценка” (пол палец потолок особенно с учетом давности лет “эксперта”).
Про Коанда вообще непонятно что вы с чем сравниваете. Да на рассматриваемой вами струе можно наблюдать в некотром роде эффект Коанда и что? Разворот потока по профилю как раз и обеспечивается тем самым изменением статическим давления. Можете посчитать какой импульс сил пониженое/повышенное давление оказывает на профиль за время прохождения потока воздуха над и под ним, а можете наколько разварачивает изменяет импульс того самого потока идущего вдоль этого профиля сверху и снизу. Какое отличие или сходство вы ищите непонятно.
Как именно формирует поток интересующая вас “сенокосилка” вполне понятно и параметры ее потока посчитать вполне можно. Но на вашем (да и моем и много еще чьем из здесь присутсвующих) уровне зенаний аэродинамики - проще быстрее и дешевле будет сделать модель и померять. Не все что теоретически можно сделать - делать нужно. Во многих ситуациях сделать практически проще быстрее и дешевле.
Не забывайте об одной важной особенности ЛА с таким крылом. В случае выхода из строя привода жатки, аппарат превращается в баллистический кирпич. Никакой авторотации как у вертолета не будет.
Это так, хотя создатели фанвинга заявляли , что смогли найти конфигурацию, при которой каким-то чудесным образом получтся приземлиться даже при отказе вентилятора. С турдом в это верится.
И где здесь крыло (в принятом значении этого определения)?
Ну, во-первых, сами разработчики называют желтую часть крылом.
Во-вторых, если не используется аэродинамический профиль и скорости полета очень низкие, то почему тогда разработчики не загнули заднюю кромку, как это делается в аппаратах, работающих на эффекте коанда?
Любой если создадите.
Понимаете в чем дело ваш вопрос сродни тому каким должно быть напряжене питания чтобы через устройство тек необходимый ток xx ампер. Ответ любое если входное сопротивление устройства позволит достичь нужного тока.
Тут приблизительо также. В зависмости от того как именно и чем вы этот поток формируете может понадобится совершенно разные толщины а то и будет теоретически невозможно достичь того что вы хотите.
Для создания подьемной силы вам нужно создать на профиле перепад статических давлений.
В обычном случае набегания невозмущенного потока его полное давление (сумма статического и динамического) константа и на бесконечности одинаково как для верхней так и для нижней части потоков обтекания профиля. А потому при обтекании чем выше скорость потока в верхней половине тем меньше его статическое давление в этой точке. Получается простая зависимость хочешь большую подьемную силу (перепад статических давлений) разгоняй профилем верхнюю половину потока относительно нижней и наоборот чем выше скорость в верхней половине в сравнении с нижней тем больше перепад и выше подьемная сила.
Но вот беда все это прямые и обратные зависимости в стиле если/то и больше/меньше верны если полные давления на бесконечности одинаковы. А если нет и у разных половин потока обтекания разные исходные условия “на бесконечности” то увы не факт что статическое давление разогнанного над крылом потока будет меньше чем статическое давление неподвижного под ним. Если вы закачаете 10-20 атмосфер в ресивер и начнете формировать из него поток то не факт что этот поток не впечатает тупо в землю крыло над которым его продувают. Просто потому что у разогнанного исходное полное давление настолько больше что уменьшение его статической части за счет разгона совершенно недостаточно чтобы она стала меньше полного амосферного под крылом. В итоге продувая над крылом такой и такой воздух в итоге получим немножко “неподьемную” силу.
Нетзвестность что чем и как дуем - Это первое что “сильно затруднеяет возможность ответить”.
Второе это то что подразумеваемая вами “затопленная” струя (а это именно она - струя воздуха в воздухе) имеет некоторую динамику смешения с окружающим воздухом.
И вопрос состоит стоит не в том какого размера должна быть высота струии по сравнению с толщино крыла, толщина крыла тут свершенно неважна. Вопрос в том какова должна быть толщина струии при заданной скорости истечения чтобы она в следствии смешения с окружающим воздухам имела хоть какой нибудь смысл (ее влияние было заметно) к концу профиля.
Ну то есть соотношение идет не с толщиной профиля а с рамером его хорды.В случае набегания потока на профиль относительно движется ВЕСЬ окружающий воздух (до после над в том объеме что имеют смысл для задачи), в случае если воздух дуют то движется его незначительна часть. В первом случае взаимолестве поток с профлем во втором маленое локальное возмущение потока с профлем и окружающим его воздухом.
Рано или поздно поток из трубы любой толщины смешается с окружающим воздухом и успокоится. А вот кончится ли крыло к этому моменту (какова его хорда) или нет неизвестно. Предпологаемая хорда терра инкогнита, а потому потребная высота трубы величина не позноваемая. Это второе.
Както так
По старой памяти (двадцать с немалым гаком лет) характерные размеры (длинна) зоны смешения для круглой затопленной струии в зависимости от параметров истечения 5-12 ее диаметров. Это в “свободном” пространстве. Экранный эфект (наличие жесткой стенки профиля ) если правильно помню скорее всего эти показатели удвоит. Грубо можно считать что мы имеем в свободном пространстве две зеркально отраженных относительно стенки профиля трубы дает отсутсвие тангенциальных течений на границе раздела идущей по профилю. Это грубо дает удвоение диаметра и всех остальных размерных параметров. Это порядки величин. У вас струя плоская так что эти цифры воспримите как “экспертная оценка” (пол палец потолок особенно с учетом давности лет “эксперта”).
Про Коанда вообще непонятно что вы с чем сравниваете. Да на рассматриваемой вами струе можно наблюдать в некотром роде эффект Коанда и что? Разворот потока по профилю как раз и обеспечивается тем самым изменением статическим давления. Можете посчитать какой импульс сил пониженое/повышенное давление оказывает на профиль за время прохождения потока воздуха над и под ним, а можете наколько разварачивает изменяет импульс того самого потока идущего вдоль этого профиля сверху и снизу. Какое отличие или сходство вы ищите непонятно.
Ох, даже не ожидал услышать столь развернутый ответ, спасибо огромное!
Не могли бы вы прояснить почему в таком случае у фанвига наблюдается столь приличная, в том числе и статическая подъемная сила? Разве тут мы не просто обдуваем верхнюю поверхность крыла?
Не могли бы вы прояснить почему в таком случае у фанвига наблюдается столь приличная
На счет приличная из того что читал и понял не уверен.
А почему в приципе летает и есть статическая подьемная сила.
То есть каков там механизм возникновения подьемной силы. Это просто.
Мысленно возьмите просто коробку открытую с верху
В торец также мысленно поставьте “пылесос” отсасывающий из этой коробки воздух и выкидвающий его в строну (горизонтально).
При достаточной производительности “пылесоса” сия конструкция вполне себе “летальный аппарат” почище вертолета.
Чисто за счет перепада давлений обеспечиваемое “пылесосом” над и под дном “коробки”.
Посмотрите летающую “газоно-косилку”. Отделные элементы выше описанного “летального аппарата” в ней вполне различимы.
Эжекторный пылесос (та самая газонокосилка) и днище коробки (крыло) по крайней мере там есть. Так что то что летит неудивительно.
По поводу его энерго эффективности и т.д. и т.п. ничего не скажу ни за не против просто не знаю достоверных цифр и расчетов. (и неинтересно).
По поводу его энерго эффективности и т.д. и т.п. ничего не скажу ни за не против просто не знаю достоверных цифр и расчетов. (и неинтересно).
Поддерживаю, именно “и не интересно”!
Авиастроение сейчас на том уровне, когда уже решают вопросы гиперзвуковой скорости, прямоточных двигателей и полеты в плазме! А все что связано с “газонокосилками” уже даже не из прошлого а из позапрошлого века. Потому я и написал - любопытно для авиамоделей но никак не более.
Теоретические изыскания в подобных плоскостях тупиковы, как если бы Вы задумались усовершенствовать паровоз.