Как рассчитать потребную площадь крыла?

nazinss

Все считается по формуле подъёмной силы крыла.

Коэффициент Су (подъемной силы) берется из программы Profili 2
в этой программе огромная база профилей.
Выбираете профиль, задаёте параметры продувки (диапазон углов и Re, или диапазон Re) и получаете Су для данного профиля в данных условиях.
Без Су ничего не посчитать, это основной параметр который получают в аэродинамических трубах.
Число Re тоже надо вычислять, в программе Profili 2 есть калькулятор, вводите - скорость полёта, величину хорды, высоту полёта.
На разных Re будет разный Су.

Alexander53

Легче и быстрее будет собрать статистику по существующим моделям. Если планируется изготовление из пенопласта, то по пенопластовым моделям. Сделать таблицу навскидку со следующими параметрами:
Название модели, размах крыла, площадь крыла, удлинение (размах в квадрате/площадь), вес, удельная нагрузка на крыло (вес/площадь крыла), вес полезной нагрузки, весовая отдача (вес полезной нагрузки /взлётный вес), Vмакс., Vкрейс., Vпос., максимальная дальность, мотор, винт, аккумулятор, профиль крыла (если есть данные) и некоторые особенности (например способ старта и посадки, используемое оборудование).
Далее забиваете данные с сайтов производителей, по отзывам пользователей и исходя из своих задач и возможностей выбираете устраивающие Вас параметры. И на будущее у Вас уже будут отправные точки для проектов.
В основном параметры самолёта при прочих равных определяются используемым оборудованием (его весом и габаритами). Можно получить одинаковую дальность и скорость на модели размахом меньше метра и на модели размахом 3 метра.
Может несколько сумбурно, но как-то так.

fpv_mutant

1)Почему крылья (без хвостые носители) имеют как правило стреловидную форму,а не прямую (как у “Талона”/“Бикслера”) и не обратную стреловидность (“Dart 250”/“RW Drag”)?

2)Форма крыла типа как самолетов “Конкорд”,почему не пользуется популярностью и какие особенности такой формы?

3)Если при равном размахе (пусть схема будет прямая типа “Цессна”) удленить профиль с целью увеличения площади,какие будут потери и будет ли положительный эффект?

4)При прочих равных,какие особенности при расположении крыла:
*внизу центроплана
*в середине центроплана
*с верху центроплана

5)Особенности/поведение/когда без хвоста нельзя (самолета)
*без хвоста
*классический хвост (рули и стабилизатор)
*V-хвост

6)Есть ли приехущество у биплана с точки зрения грузоподъемности при равном размахе?

HS125
fpv_mutant:

Летающие крылья делаются стреловидными для обеспечения продольной устойчивости и балансировки. Бикслер и дарт имеют фюзеляж и таким образом за счет подбора продольной балансировки им не нужна стреловидность.

fpv_mutant:

Такая форма в плане называется оживальной. Вы сами ответили на свой вопрос. Применяется только на самолетах типа Конкорд и Ту-144. Для них и под их задачи и разрабатывалось. Соответственно не подходит другим типам ЛА. Плюс рассчитано на работу в зоне дозвуковой и сверхзвуковой. Аэродинамика в этих зонах очень разная.

fpv_mutant:

Если удлинить профиль (как я понял хорду профиля), то вы получите совершенно другой профиль с другими характеристиками. Результат можете получить как в положительную сторону так и в отрицательную. Точнее его надо в трубе продувать чтобы снять новые характеристики.

fpv_mutant:

Крыло не может изменять положение относительно центроплана. Он является его частью. Вы наверно имели в виду низкоплан, среднеплан и высокоплан. Особенности (аналог) - это статическая устойчивость из физики 10 класса - шарик на выпуклой поверхности, шарик на ровной поверхности и шарик на вогнутой поверхности.

fpv_mutant:

Тут вообще полная каша у Вас. Само по себе крыло создает пикирующий момент тангажа за счет того что сила веса и подъемная сила приложены не в одной точке. Из раздела физики - динамика знаем что, чтобы тело находилось в покое или двигалось прямолинейно и равномерно (1 закон Ньютона) равнодействующая всех сил должна быть равна нулю. Это по продольным движениям (6 степеней свободы это 3 продольных и три вращательных). По вращательным суммарный момент тоже должен быть равен нулю.
Так вот хвост (горизонтальное оперение впереди или позади крыла компенсирует момент тангажа крыла) У ЛК без фюзеляжа ( пункт 1) это достигается увеличением стреловидности таким образом чтобы концевые части крыла частично работали на компенсацию этого момента.

fpv_mutant:

А сами не догадываетесь? Размах один и тот же, только 2 крыла.

Влад. Еще раз повторяю. Прочитайте элементарные учебники по аэродинамике. И разберитесь в терминологии. Мы же здесь не будем давать постоянный ликбез по элементарным вопросам. Не в обиду. Можно отвечать на вопросы когда видится что человек знает но недопонимает какие либо детали процесса. Но когда отсутствует элементарная база в вопросе, то мы же тут не преподаватели в институте. У всех есть свое личное время, которое драгоценно. 😃

Я ответы Вам писал около 40 минут. 😃😒

nazinss
fpv_mutant:

Дружище, это курс по аэродинамике.
Читать надо а не писать 😉
Начинать с учебников по аэродинамике, искать в сети (основы аэродинамики), качать и читать.
Ну или поступать в учебное заведение.
Фигнёй ты тут занимаешься…

RandomJ

Влад, в двух словах" как рассчитать и построить летательный аппарат тяжелее воздуха" не реально. На это требуются годы упорного труда. Для освоения пенорезки на начальном этапе просто копируйте уже готовые проекты как это делают “братья китайцы” и попутно постигайте азы аэродинамики и авиамоделизма. Сходу эту тему не одолеть, слишком много переменных и неизвестных. А уж сколько материалу будет переведено в опилки ни в сказке сказать ни пером описать. Удачи вам в этой не простой затее.

fpv_mutant

Ок,Спасибо,уже есть куда двигатся.
Тему не закрывайте,попутно могут возникнуть вопросы.

Aleksandr1974
fpv_mutant:

…6)Есть ли приехущество у биплана с точки зрения грузоподъемности при равном размахе…

у биплана из особенностей: повышенная маневренность, бОльшая (хотя и не всегда) по сравнению с монопланом того-же размаха ширина фюза, большой Сх (самоль быстрее теряет скорость- меньше пробег на посадке, но есть риск с непривычки “свалиться” на вираже).
Что из этого недостаток, а что преимущество- однозначно не скажешь.

По грузоподъёмности: с одной стороны- в 2 раза бОльшая площадь крыла, с другой стороны- больше индуктивное сопротивление (за счет меньшего относительного удлинения) и схождение верней и нижней консолей по передней кромке (что не лучшим образом влияет на Сх).
Предполагая цель вопроса, подытожу: биплан для fpv на дальность- неоптимальное решение.

fpv_mutant

У планера (мне показалось) небольшая толщина крыльев при их весьма не малом размахе,это в свою очередь уменьшает лобовое сопротивление…а что в большей степени планеру дает/влияет на аэродинамическое качество:размах (при небольшом весе) или тонкое крыло (профиль)?

И можно сказать,если аэр. дин. кач. высокое,то и энерго затраты требуются меньше для сравнительной дальности?

Sokolik
fpv_mutant:

а что в большей степени планеру дает/влияет на аэродинамическое качество:размах или тонкое крыло?

Все в целом,и профиль крыла,и его удлиннение и т.д…

Alexander53

Даже если ответить на все заданные вопросы - толку никакого не будет. Обобщить всё и найти подход к созданию “идеального” самолёта невозможно. Видимо надо пойти другим путём.
Надо определиться с конкретной задачей. Речь идёт (если я правильно понял) о FPV самолётах. Какова задача, получить максимальную дальность по прямой или по замкнутому маршруту, максимальную продолжительность полёта или что-то другое? Исходя из задачи надо подобрать полезную нагрузку и бортовое оборудование по своим хотелкам и реальным возможностям. Из массо-габаритных характеристик нагрузки в первом приближении можно прикинуть размер и массу самолёта. И дальше искать оптимальный вариант. Повторюсь, но надо заняться сбором статистики. Почитать темы “далеко и высоко”, “низко и близко” и “самодельный носитель для FPV”. Неплохо посмотреть вот эту табличку.

fpv_mutant

Так я и поступаю (задача > примерный необходимый вес > тип/форма/размеры носителя …) … летит оно все,но насколько эффективно,вот в чем вопрос.
Тот же и “Талон” можно до 150 разогнать и покрутить простые элементы,естественно усилив его,а можно и на “ФанЖет” на 15км слетать…а можно и бутылку с небольшими крылышками пустить,если начальный импульс позволяет.

Мне не понятны нюансы применения тех или иных видов/схем/форм/конструкций,да даже типа профиля для конкретной задачи - не нашел я явного описания,так. же вычесленная нагрузка на крыло имеет свою специфику исходя из своей задачи и геом.параметров самолета.

Есть чисто эмпирические расчеты (основанные на опыте),я их хотел подкрепить природой в этой ветке,но понял,что это сложно.
Но все равно,а рад буду видеть в этой ветке новую информацию.

Alexander53
fpv_mutant:

“Талон”

Аэродинамически выполнен грамотно. Форма крыла близка к эллиптической, поэтому имеет минимальное индуктивное сопротивление.

fpv_mutant:

Мне не понятны нюансы применения тех или иных видов/схем/форм/конструкций,да даже типа профиля для конкретной задачи - не нашел я явного описания

Если упрощённо, то небольшие модели FPV в основном выполнены по схеме летающее крыло с малым удлинением (чтобы хоть как-то увеличить число Рейнольдса засчёт увеличения хорды). Для больших моделей а/д схему выбирают исходя из своих предпочтений, конкретных требований к размещению оборудования и удобства эксплуатации. На классике легче обеспечить как статическую, так и динамическую устойчивость, она не так требовательна к положению ЦТ как ЛК.
Профиль для FPV самолёта классической схемы выгоден двояковыпуклый с малой относительной кривизной средней линии. Сопротивление по мере уменьшения кривизны снижается, а Су для ГП вполне хватает при соответствующей геометрии крыла. Использовать к примеру на пене ламинаризированные планерные профили бесполезно, они работают только при соответствующем качестве поверхности крыла.
Общий подход к а/д проектированию - это максимально уменьшить лобовое сопротивление самолёта, но не забывая об удобстве размещения оборудования и подхода к нему.
При проектировании подбирать профили и схему модели можно с помощью виртуальной а/д трубы xflr5. Статью по её использованию на русском можно скачать здесь (последняя ссылка для скачивания). Кое что на русском есть здесь, в том числе и немного видео. На ненашенском видео хватает. Например здесь.

konnok

Для ответа на ваш вопрос думаю нужно рассматривать в первую очередь скорость полета.
И взаимосвязь скорости и нагрузки на крыло.
Стааааарый плакат…
jmk-project.narod.ru/L-avia/B/…/aL79_002.jpg
Если скорость планера (парителя) примем примерно 5 м/с (18км/ч) нагрузка на крыло у него около 10 гр/дм2
Скорость модели самолета примем 30 м/с (больше 100км/ч) и нагрузка будет доходить до 100 гр/дм2

Исходя из той скорости на которую хотите ориентироваться и примерный вес модели с оборудованием можно прикинуть площадь крыла.
А профиль, геомертия крыла, тяговооруженность (вам же не вертолет нужен) и пр…это второй этап.

К примеру планируете уложиться в вес 1000гр и хотите летать на минимальной скорости 5м/с.
Получается, вам нужна площадь 100дм2
А это при хорде 250мм(2,5дм)… размах 4000мм (40дм)
Сможете уложиться?
Сомневаюсь.
А планера укладываются.
Второй пример …
тот же вес 1000гр…нагрузка уже 100гр/дм2 (скорость 30 м/с)
получается, что для полета на такой скорости нужна площадь всего 10 дм2
при хорде 100мм (1дм)… размах всего 1000мм (10дм).
по сути плашка ламината для пола при такой скорости и весе будет летать, но быыыыстро.

Конечно мои примеры это крайности…нужно смотреть что то между ними, но насколько понимаю, вы спрашивали о этой зависимости (рассчете площади крыла)

Olaf
fpv_mutant:

У планера (мне показалось) небольшая толщина крыльев при их весьма не малом размахе,это в свою очередь уменьшает лобовое сопротивление…а что в большей степени планеру дает/влияет на аэродинамическое качество:размах (при небольшом весе) или тонкое крыло (профиль)?

Вообще, профиль характеризуется не абсолютной толщиной, а относительной толщиной: отношением максимальной толщины профиля к его хорде (длине). По относительной толщине профиль крыла планера может не отличаться от профиля крыла других ЛА и даже быть больше особенно у корня крыла.
Если упрощенно говорить об отличии аэродинамики крыла планера, то придется упомянуть процесс перетекания воздуха с нижней стороны профиля на верхнюю сторону на концах крыла. При этом, чем меньшее удлинение (отношение размаха крыла к его средней хорде) имеет крыло, тем больший процент крыла на его концах не работает (не создает подъемной силы), и чем большее удлинение имеет крыло (как у планера), тем меньший процент не участвует в создании подъемной силы. С этим связаны и большие углы атаки профиля у самолетов с малым удлинением крыла, нежели у планеров. А следовательно и большее лобовое сопротивление (и большее индуктивное сопротивление из-за перетекания воздуха на концах крыла), а также меньшее аэродинамическое качество.
Если упрощенно… 😉

fpv_mutant

Подскажите,насколько имеет смысл морочится с винглетами (сложной,округлой формы/переходным скруглением между плоскостями) для снижения инд.сопротивл. (перетек.потоков на законцовках крыльев)? - эффективность применения оправдывает или это только для крейсерских режимов?

RandomJ

Если бы в винглетах не было бы толку их бы не применяли. Но без продувок и живых испытаний эффекта не увидите.
Один из наглядных примеров посмотрите как ведёт себя в полёте крыло стрижа или ласточки и как ведёт себя в парении крыло беркута, альбатроса и сапсана.

ИМХО. Стриж и сапсан крыло со среднем удлинением, скоростное, манёвренность высокая, широко используется, изменяемая в плане, геометрия крыла (истребитель 10-го поколения). Беркут - крыло малого удлинения, скорость высокая, использует некое подобие винглетов, развитое хвостовое оперение. Альбатрос - крыло большого удлинения, скорость невысокая, практически идеальный паритель.
avidreaders.ru/…/aerodinamika-ptic-pariteley.html

Aleksandr1974
fpv_mutant:

…насколько имеет смысл морочится с винглетами (сложной,округлой формы/переходным скруглением между плоскостями) для снижения инд.сопротивл…

если довести винглеты до идеального состояния по габаритам, форме и профилю- то можно добиться (емнип) до 20%) экономии топлива. И, конечно, для крейсерского режима. А если неправильно сделать хотя-бы схождение- получим увеличение Сх, которое сведет на нет остальные плюсы.
На пилотажках винглеты облегчают полет “на ноже”, но самолет заметно сильнее реагирует на ветер (боковой снос и разворот против ветра).

fpv_mutant

Правильно подобранные параметры винглета только продувка показывает или есть специальные моделирующие программы?

RandomJ

Купи, купи, не интересно это. Решил человек пройти тернистый путь “от идеи до модели” а вы ему: “Купи”. А кто БВС разрабатывать будет, а строить? Снова израильтяне и китайцы?