Самодельный носитель для FPV
Насколько я понял крыло по оси фюзеляжа - как на ракете.
Толкающий винт все равно немного проиграет в КПД тянущему в носу т.к. сам будет работать частично в заторможенном вблизи фюзеляжа пограничном слое. Насчет проводов и мотора в хвосте…
Возможно по весу получится легче удлинить просто вал мотора до неприличия а мотор поставить сразу за (под) крылом ? Так навскидку хвостовой вал вертолета 50 или 60 класса из тонкостенной дюралевой трубы (мы использовали стрелы от спортивного лука) был довольно легок. Разнос масс будет явно меньше чем от проводов и мотора в хвосте.
Будет любопытно посмотреть на результат. Вы ведь планер строите?
Мне и самому любопытно, Евгений:)) Да нет, “планер” пишу по привычке (“планер ракеты”). Летающая платформа для аэросьёмки, моторизированная.
Киль, кроме стабилизации по рысканью, выполняет роль костыля. Земля здесь неудобная для посадок на обычные колёсные шасси. Приходится выдумывать. А мотор достаточно мощный (ок.300W точнее посмотрю дома) с винтом 10"-11". Тяга около 2 кг. Собственно, это первый л. аппарат такого размера, для горизонтального полёта, который когда-либо строил. Поэтому много импровизации и обучения по ходу дела. Но, пока особых проблем нет. Кстати, цель была построить прототип по возможности из простейших материалов, в домашней мастерской, применяя композиты или металлические профили только в важнейших узлах.
Толкающий винт все равно немного проиграет в КПД тянущему в носу т.к. сам будет работать частично в заторможенном вблизи фюзеляжа пограничном слое. Насчет проводов и мотора в хвосте…
Практически проигрыша нет. Я построил и испытал два биплана с толкающим и тянущим винтами. На движках одной мощности. И примерно одного веса - ок.1 кг. Просто я исходил из задач аппарата. А именно - аэрофото и видеосьёмка профессиональными камерами для коммерческих нужд. А вот этим я занимаюсь почти всю профессиональную карьеру (спутниковая сьёмка) и знаю твёрдо основные технические данные для летающей платформы, необходимые для решения упомянутых задач. Небольшие потери в каблях специального назначения, которые чуть уменьшат отдаваемую м. мотора, не сравнимы с проблемами, которые возникнут при удлинении вала. От значительного увеличения веса, до резонансных вибраций и потери статической стабильности аппарата. Мотоблок на крыле ведёт к необходимости поднимать крыло на пилоне, усилению структуры хвостовой балки или использованию двухбалочной схемы. Я все это предварительно проработал при проектировании и постройке прототипов малого размера и перешёл к другим схемам, более современным и эффективным. Критерии постройки таких аппаратов известны, осталось только скомпиллировать и построить летающий образец для испытаний и корректировки технологий.
Толкающий винт все равно немного проиграет в КПД тянущему в носу т.к. сам будет работать частично в заторможенном вблизи фюзеляжа пограничном слое.
Откуда информация? На самом деле потери из за обдувки в два раза больше для тянущего, из за этого скорость будет выше у (правильно спроектированного) самолета с толкающим, а улучшается с тянущим не КПД винта а подъемная сила.
Иначе бы подводные лодки имели тянущий винт.
Но это все не так важно в случае FPV, как сказал Орвил Райт основное преимущество толкающего это прекрасный обзор:).
Если бы это было так многие поршневые самолеты были бы с толкающими винтами. А гоночные самолеты и авиамодели и подавно. Но ведь нет.
Без разницы что дает потери. Обдув фюзеляжа или работа лопасти в возмущенном потоке. Самая быстрая и нагруженная часть самолета - лопасть винта. Узкое место. Ее не обойти. Через лопасти передается вся мощность. Потери тут намного значимее чем обдув фюзеляжа куда попадает лишь часть этой мощности. Работа лопасти в невозмущенном потоке или турбулентном это большая разница для КПД винта.
А насчет потери от обдува фюзеляжа - на крейсерском режиме потерь мало. Разница скоростей за винтом и перед нем в таком режиме и так небольшая. А скорость потока за центральной частью винта почти не отличается от скорости набегающего потока. Обдув сильно влияет когда сочетаются небольшая скорость полета и полный газ что для самолета характерно только на взлете или при пилотаже.
Мой небольшой опыт и кой какие наблюдения, доступная информация, подсказывают: всё, что непрошенно баламурит воздух позади обтекаемого тела, резко повышает сопротивление тела потоку.
Этим продиктованы толстые кромки рулевых поверхностей на пилотажных моделях и максимально утонченные - на глайдерах и скоростных моделях.
Идеально зализанные по ЗК аппараты с тонкими профилями способны на кинетической энергии делать вертикальные петли. Но как только появляется возмущение в потоке по причине неряшливых или толстых кромок - максимум, это - косые петли на кинетической энергии.
Эффект тонкой кромки и зализов проявляется как на малых скоростях (10-15) но особенно заметен на скоростях больших 35-50 м/с.
Если выкрою время, прогоню в XFLR крыло с толстой и с тонкой ЗК. Любопытно, что софт скажет на этот счет …
Обтекание по передней “кромке”.
Очевидно, что если не удалось сделать обтекаемого тела, то и “пить боржоми” придется много 😉)
На даже выставив в поток камеру, типа “прохи”, можно добиться приемлемых результатов поработав с поверхностью всего самолёта. Это по опыту коллег - планеристов.
Иначе бы подводные лодки имели тянущий винт.
Простой эксперимент. Два совершенно одинаковых самолёта. Один с тянущим, другой с толкающим винтом.
Телеметрия. “Мерная миля”. Смотрите расход электроэнергии по результатам многократных прогонов. Методологию сами придумаете, вам знаний хватит.
Получаете достоверную и объективную информацию.
NASA это конечно хорошо, это умные мужики, это трубы и тд и тп, но где “наса” и где мы?
😃)
Напрашивается вывод.
Независимо от того, какая именно выбрана схема. “Тяни” аль “толкай”, нужно
- Вдумчиво использовать преимущества выбранной схемы
- Не менее вдумчиво минимизировать негативный эффект.
- Не забывать о задаче, компоновке и доступных технолоогиях.
Компромисс рулит 😃)
трубу-мотораму вперед на 150 мм.
Не на 150, а на 70: надо учитывать длину мотора+ вылет вала/кока.
Вот же фото реально летавшего самолета: винт складной, 13Х7"
Кстати, там же видно крепление крыла к фюзеляжу: формованные из 2 мм полистирола хомуты, притянутые к фюзеляжу резиновыми кольцами.
Хомуты изнутри оклеены 2х скотчем, после подбора центровки (перемещением крыла туда/сюда), скотч прилепляется и одеваются резинки.
Держит все это- намертво.
Какая бы не была тонкая кромка от толщины пограничного слоя все равно не избавиться. На ламинарном планерном профиле толщиной менее 8 процентов толщина задней кромки несомненно играет роль.
У пилотажки нужен запас тяги важен малый вес а толстая кромка получатся жестче и позволяет вес экономить. На ФПВ самолете и профиле типа Clark толщина кромки в разумных пределах влияет не сильно. Почему ?
А попробуйте наклеить примерно на полуразмахе консоли крыла шелковинки вдоль хорды и посмотрите где отрывается поток на верхней поверхности подобных профилей.
У пилотажки нужен запас тяги важен малый вес
При чем здесь пилотажки?
и профиле типа Clark
У меня ClarkY14.
Отлично изготавливается и также- летает.
Почему?
А какая разница?
У меня два самолета самодельных примерно одинаковые но с разными крыльями. На одном Clark на другом RG15. Оба крыла бальзовые с жесткой обшивкой. Clark хорошо работает на небольших скоростях при довольно больших углах атаки. Там у него максимальное качество. Но разгоне без мотора довольно быстро теряет высоту а при разгоне на двигателе упирается на скорости 90. RG15 лучше летит при небольшем угле атаки и обеспечивает высокое качество при разгоне скорость на моторе летит до 110 а вот при подвешивании самолет сыплется ему пришлось сделать закрылок. Моторы и винты одинаковые на них.
На мой взгляд для FPV оптимальный профиль ClarkY 10%. Большой скоростной диапазон (больше чем у RG15), Cy мах 1,25 на 100000Re (АК и поляры такие же как у SD7032) хорошая технологичность. Переход по верхней поверхности проходит по линии элеронов. С мотором 1450 35х36 9х6 скорость максимальная 100км/ч, упирается мотор а не планер. Причем технология изготовления примитивная пеноядро окленое бумагой и обтянутое скотчем, форма крыла в плане не оптимизирована для скорости и планер свистит довольно громко, есть еще над чем работать:).
А что вам даст знание места отрыва пузыря?
Или хоббисту фпв-нику?
😃
А что вам даст знание места отрыва пузыря?
Чтобы летать на 80км/ч приходится все оптимизировать.
Этот вопрос был адресован Дмитрию.
Но коль вы пишете … а что значит “всё оптимизировать”?
Как вы себе представляете оптимизацию готового крыла? Или речь идет о серии крыльев? Или я чего-то не понимаю.
А что вам даст знание места отрыва пузыря?
Или хоббисту фпв-нику?
😃
Ну просто понимание что дальше этой точки особая забота о толщине задней кромки и качестве поверхности крыла на требуется. До известного предела конечно ибо эти участки тоже влияют на весь профиль.
а что значит “всё оптимизировать”?
Так же как и вы делаете свои самолеты:). Уменьшаем площадь крыла (по минимальной скорости), подбираем оптимальную толщину профиля, выбираем оптимальное удлинение под размах ну и т.д. (ужимаем сечение фюзеляжа, убираем все щели в местах стыковки, скругляем все сопряжения, прячем все выступающие части под обтекателями, снижаем вес, подбираем ВМГ оптимальную под заданную скорость).
Ну просто понимание что дальше этой точки особая забота о толщине задней кромки и качестве поверхности крыла на требуется.
Это значит или вы летаете на очень малой скорости или перегрузили самолет, т.е. не правильно применили формулы, которые вы приводили раньше:).
Clark хорошо работает на небольших скоростях пр
Так для ФПВ оно и надо?
У меня отлично держится при 10 м/сек, разогнать можно где то до 25- куда больше то?
Нагрузка от 48 (на маленьком 1750, крыле), до 38 - на большом, 2400.
Сергей, похоже, что мы по разному интерпретируем термин “оптимизация”.
То, что вы описали, - это культура строительства модели. Чистое крыло отблагодарит полётом … еще дядя Вова о том толковал во времена незапамятные.
Я понимаю под оптимизацией несколько более серьезный процесс, нежели строительство, ресурсоёмкий по всем направлениям. Обычному моделисту он доступен, но на какой итерации будет получено желаемое?
И на какой итерации наступит просветление и разочарование?
Ж-)
Можно я со своей позиции. Мне кажется что вы подходите к проблеме однобоко. Как аэромоделисты. Но в случае “дрона” (а мы именно об этом говорим) прежде всего необходимо выполнить ТУ для обеспечения его прямого назначения - быть ретранслятором прямой и наглядной информации с интересующего потребителя/пользователя участка земной поверхности. Другие возможности и предназначение этого класса обьектов здесь трогать не будем. Поэтому подобный аппарат попадает под основные критерии качества для летающей платформы, предназначенной нести оборудование для:“Vertical Aerial Photography & Digital Imagery”. В недалёком прошлом в этом качестве использовались большие самолёты и вертолёты, специально доработанные дло оптима, необходимого бортовой оптике. Теперь, из-за коллапса в размерах ОЭП (оптико-электронные приборы) логично уменьшить в размерах и носитель. И вот тут-то оказалась брешь. Единственной проработанной нишей оказались аэромодели. Их-то и стали использовать для любительской и полупроф. сьемки. Так что любая оригинальная разработка в этом классе малоразмерных лет. платформ даёт определённую элементарную массу для анализа. Наверное имеет смысл поставить реперную печку и от неё танцевать. И делать это внутри вида. Не пускать сокола туда, где должен летать орёл.😁
И на какой итерации наступит просветление и разочарование?
Никаких философских смыслов:).
Оптимизация (от лат. optimum — наилучшее), процесс нахождения экстремума (глобального максимума или минимума) определённой функции или выбора наилучшего (оптимального) варианта из множества возможных. БСЭ.
Ну например оптимальное удлинение на заданном размахе: берем несколько вариантов, выбираем с наименьшей скоростью снижения, и Сх. Но так как это уже сделано до нас, то не нужно даже мучить XFLR, есть статья в RCSD. Для двух метров оптимальное удлинение 8-10.
и т.д. по всем перечисленным пунктам.
Закончу мысль. Sorry! за “много букв”, но хотелось самому себе представить задачу точнее…
Анализ патентной и общетехнической информации сразу заставляет мыслить вокруг определённой аэродинамической схемы хорошо отработанной за последние два десятилетия. Тогда не будет споров о тяни-толкае, пропорциях и развеске оборудования. Главным останутся требования к стабильности по курсу (особенно по тангажу), аэродинамическому качеству, механической прочности и поглощении нежелательных вибраций, скорости, как функции высоты визирования при отсутствии смаза по осям и т.д. Аппарат должен быть достаточно тяжёлым и устойчивым к вертикальным и боковым течениям, особенно на малых высотах и над сценами (участок сьёмки) сложного природного профиля. Например: горы- водная поверхность.
Отсюда, на своей разработке я выбрал основные пропорции современного малого дрона и аэродинамическую схему с толкающим винтом на заднем срезе ф. Оставив носовою часть свободной от турбулентных потоков от винта, вибраций для оптимальных рабочих условий полезной нагрузки.
Кстати, отсек RC с батареей мотора, наверняка уйдёт в хвостовую часть, когда платформа с камерой наберёт свои рабочие габариты и веса. Например, камера “Go-pro” на стаб. платформе весит ок. 200 г. Добавка систем FPV, стабилизации, контроля положения, увеличит массу ПН как минимум вдвое. И это самая простая комбинация. Серьёзная видеосистема весит от 1 кг.
Ну например оптимальное удлинение на заданном размахе: берем несколько вариантов, выбираем с наименьшей скоростью снижения, и Сх. Но так как это уже сделано до нас, то не нужно даже мучить XFLR, есть статья в RCSD. Для двух метров оптимальное удлинение 8-10.
И по делу. Собрал вчера заготовку первого полукрыла: кромки из бальсы, лонжерон - сосна. В последний момент решил остаться в деревянном стандарте, приберегая углепластик на будущее. Удлинение - 8-10 (равнобедр. трапеция). Профиль -“Clark” (approх.) На фото: отсек центроплана для монтажа направляющих для к. Буду благодарен за комментарии. Особенно по существу. 😒
Наверное имеет смысл поставить реперную печку и от неё танцевать.
По моему, вот симпатичный носитель на роль печки:) hobbyuav.com
Я бы ему V добавил, а так- очень грамотно.
Правда, по компоновке подозрительно на мой похож:(