Четвёртого шага псто...
Dec. 2nd, 2015 05:03 pm![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
lazy-flyer.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruОригинал взят у ![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
lazy_flyer в Четвёртого шага псто...
lazy_flyer в Четвёртого шага псто...Сделали шаг третий, определились с компоновкой и формой нашего будущего самолётика. Делаем четвёртый шаг, шагаем к аэродинамической компоновке.
Форма крыла в плане - почему такая?
Расположение крыла относительно фюзеляжа - зачем так?
Оперение - иначе никак?
Молодое дарование скажет - так красиво.
Битый жизнью скажет - так летает.
И оба могут оказаться неправы.
Даже если так красиво или так летает, всё равно имеет смысл рассмотреть альтернативные варианты.
Форма крыла. На что она влияет? О, здесь много. Например - распределение несущей силы по размаху. Теоретически наилучшим является эллиптическое распределение, дающее максимальное качество К. Где К=Су/Сх, если выражать через коэффициенты. То есть соотношение подъёмной силы к сопротивлению. Это именно те 10-20-30 о которых я говорил. Сколько километров пролетит вперёд аппарат с километровой высоты?
Да, бесспорно добится эллиптического распределения можно и на прямом как доска крыле, комбинирую различные профили по размаху. Но лучше решать эту проблему комплексно, сочетая форму и профиль.
На что ещё? Например срывные характеристики. Что такое срыв? Это когда крыло ( или участок ) крыла перестаёт "нести". Подъёмная сила резко падает, а вслед за ней падает и аппарат. В зависимости от того, где начался и как развивается срыв, будет определяться поведение аппарата. Или он опустит нос и начнёт разгонятся в меру прямолинейно. Или крутанётся вокруг конца крыла и войдёт в спираль, переходящую в штопор.
Ещё что? Положение фокуса крыла и как следствие фокуса аппарат в целом. Абсолютно необходимым условием является расположение центра тяжести перед фокусом аппарата. Если конечно у нас не Су-27 на рисунке, который статически неустойчив. Если в результате компоновки ЦТ получился здесь, а фокус - вон там, то изменением формы крыла, приданием ему некой стреловидности можно этот самый фокус перемещать, до желаемого положения, в пределах разумного. Естественно это немедленно отразиться на К и на срыве, но компромиссы неизбежны. Можно вернуться к компоновке и подвигать начинку вперёд назад - компромиссы неизбежны и собственно работа конструктора сводится к разрешению компромиссов с максимальной пользой.
Нагрузка на крыло. Что от неё зависит? Прежде всего скорость и взлётно-посадочные характеристики. Нагрузка считается очень просто. Берём вес аппарата ( расчётный ) и делим на площадь крыла. Откуда берём вес? Считаем, банально считаем. Знаем сколько весить оборудование самолёта и топливо. Знаем сколько весит полезная нагрузка. Знаем, сколько весят детали конструкции, статистически. То есть квадратный метр или дециметр крыла весит столько столько. Откуда знаем? Из предыдущих многочисленных проектов, из литературы, из анализа других проектов. Или рисуем кусок в Solid Works к примеру и вычисляем. Посчитали, прослезились...
Почему скорость? Крыло создаёт подъёмную силу. Условие горизонтального полёта - равенство веса и подъёмной силы. Подъёмная сила грубо говоря - функция профиля ( его Су ) и скорости, оставляя за скобками свойства атмосферы. Профиль как ни удивительно это звучит, влияет нелинейно. Не верите? Вот картиночки. :)))
Совершенно абстрактное крыло, 3 метра размах, 350 мм хорда. Совершенно абстрактный аппаратЪ, 10 кило весом. Дуем...Дуем, изменяя только профиль крыла, последовательно: NACA4412-NACA3412-NACA2412. Профили одного семейства, отличаются только кривизной 4-3-2%, и как следствие коэффициентом подъёмной силы.
Что наблюдаем? Для полёта на скорости 20 м\с нужен различный угол атаки. От 0,5 градуса для NACA4412 до 2,5 градуса для NACA2412. Грубо говоря с шагом 1 градус на 1% кривизны. Ух как страшно...Но смотрим дальше. Помните - равенство веса и подъёмной силы, то есть равенство Су, около 0,37 для любого профиля из коллекции.
Ну всё просто и понятно. Хотим лететь медленне - ставим более "кривой" профиль, получаем бОльшую подъёмную силу, ура, ура, победа. Неа. Немного не так. :))) Кроме подъёмной силы профиль создаёт сопротивление. Которое как оказывается растёт вместе с увеличением кривизны профиля. Смотрим на картиночку и впадаем в печаль.
Тадамммммммм... А что такое сопростивление? Это качество, читай - мощность двигателя, читай - вес/дальность/время...
И оказывается, что более криво не значит лучше. Казалось бы, что такое 2 единицы разницы? Да ни о чём разговоры, можно смело забивать с резьбой. Но разница между летит и летит хорошо как раз и кроется вот в таких 2-х единицах.
Остаётся скорость. То есть для горизонтального полёта аппарата с весом 10 нужна скорость 40. А для аппарата весом 20 нужна скорость 80, при равной площади крыла. Но скорость - это мощность двигателя ( вес, радиус действия, продолжительность полёта ) и неудобство ведения измерений или наблюдений. Пролетая над объектом наблюдений со скоростью 40 у нас будет больше времени на его изучение. Можно увеличить высоту при скорости 80, но тогда упадёт качество наблюдения. Можно поставить инструменты лучшего качества, но тогда может возрасти вес и наверняка вырастет цена. Снова компромиссы. А ещё вылазят неприятности со взлётом и посадкой.
Для взлёта с большой удельной нагрузкой нужна бОльшая скорость, более протяжённая ВПП или катапульта большей мощности. При мощной катапульте растут перегрузки на старте, упрочняется и утяжеляется конструкция, что ведёт к росту скорости...Посадка? Опять таки ВПП бОльшей протяжённости, усиленные посадочные приспособления, больший вес, большая скорость. Замкнутый круг, истинное проклятье любого летающего аппарата. Поэтому чем меньше нагрузка на крыло, тем больше возможности манёвра у конструктора. Но растут размеры...
Далее, в следующих шажках четвёртого шага мы можем поговорить о:
- Нагрузка на мощность
- Рабочие Су
- Восходящие и нисходящие потоки а также выход на критические Су.
И ещё о всяком.
Если у меня терпения хватит. :)))
Форма крыла в плане - почему такая?
Расположение крыла относительно фюзеляжа - зачем так?
Оперение - иначе никак?
Молодое дарование скажет - так красиво.
Битый жизнью скажет - так летает.
И оба могут оказаться неправы.
Даже если так красиво или так летает, всё равно имеет смысл рассмотреть альтернативные варианты.
Форма крыла. На что она влияет? О, здесь много. Например - распределение несущей силы по размаху. Теоретически наилучшим является эллиптическое распределение, дающее максимальное качество К. Где К=Су/Сх, если выражать через коэффициенты. То есть соотношение подъёмной силы к сопротивлению. Это именно те 10-20-30 о которых я говорил. Сколько километров пролетит вперёд аппарат с километровой высоты?
Да, бесспорно добится эллиптического распределения можно и на прямом как доска крыле, комбинирую различные профили по размаху. Но лучше решать эту проблему комплексно, сочетая форму и профиль.
На что ещё? Например срывные характеристики. Что такое срыв? Это когда крыло ( или участок ) крыла перестаёт "нести". Подъёмная сила резко падает, а вслед за ней падает и аппарат. В зависимости от того, где начался и как развивается срыв, будет определяться поведение аппарата. Или он опустит нос и начнёт разгонятся в меру прямолинейно. Или крутанётся вокруг конца крыла и войдёт в спираль, переходящую в штопор.
Ещё что? Положение фокуса крыла и как следствие фокуса аппарат в целом. Абсолютно необходимым условием является расположение центра тяжести перед фокусом аппарата. Если конечно у нас не Су-27 на рисунке, который статически неустойчив. Если в результате компоновки ЦТ получился здесь, а фокус - вон там, то изменением формы крыла, приданием ему некой стреловидности можно этот самый фокус перемещать, до желаемого положения, в пределах разумного. Естественно это немедленно отразиться на К и на срыве, но компромиссы неизбежны. Можно вернуться к компоновке и подвигать начинку вперёд назад - компромиссы неизбежны и собственно работа конструктора сводится к разрешению компромиссов с максимальной пользой.
Нагрузка на крыло. Что от неё зависит? Прежде всего скорость и взлётно-посадочные характеристики. Нагрузка считается очень просто. Берём вес аппарата ( расчётный ) и делим на площадь крыла. Откуда берём вес? Считаем, банально считаем. Знаем сколько весить оборудование самолёта и топливо. Знаем сколько весит полезная нагрузка. Знаем, сколько весят детали конструкции, статистически. То есть квадратный метр или дециметр крыла весит столько столько. Откуда знаем? Из предыдущих многочисленных проектов, из литературы, из анализа других проектов. Или рисуем кусок в Solid Works к примеру и вычисляем. Посчитали, прослезились...
Почему скорость? Крыло создаёт подъёмную силу. Условие горизонтального полёта - равенство веса и подъёмной силы. Подъёмная сила грубо говоря - функция профиля ( его Су ) и скорости, оставляя за скобками свойства атмосферы. Профиль как ни удивительно это звучит, влияет нелинейно. Не верите? Вот картиночки. :)))
Совершенно абстрактное крыло, 3 метра размах, 350 мм хорда. Совершенно абстрактный аппаратЪ, 10 кило весом. Дуем...Дуем, изменяя только профиль крыла, последовательно: NACA4412-NACA3412-NACA2412. Профили одного семейства, отличаются только кривизной 4-3-2%, и как следствие коэффициентом подъёмной силы.
Что наблюдаем? Для полёта на скорости 20 м\с нужен различный угол атаки. От 0,5 градуса для NACA4412 до 2,5 градуса для NACA2412. Грубо говоря с шагом 1 градус на 1% кривизны. Ух как страшно...Но смотрим дальше. Помните - равенство веса и подъёмной силы, то есть равенство Су, около 0,37 для любого профиля из коллекции.
Ну всё просто и понятно. Хотим лететь медленне - ставим более "кривой" профиль, получаем бОльшую подъёмную силу, ура, ура, победа. Неа. Немного не так. :))) Кроме подъёмной силы профиль создаёт сопротивление. Которое как оказывается растёт вместе с увеличением кривизны профиля. Смотрим на картиночку и впадаем в печаль.
Тадамммммммм... А что такое сопростивление? Это качество, читай - мощность двигателя, читай - вес/дальность/время...
И оказывается, что более криво не значит лучше. Казалось бы, что такое 2 единицы разницы? Да ни о чём разговоры, можно смело забивать с резьбой. Но разница между летит и летит хорошо как раз и кроется вот в таких 2-х единицах.
Остаётся скорость. То есть для горизонтального полёта аппарата с весом 10 нужна скорость 40. А для аппарата весом 20 нужна скорость 80, при равной площади крыла. Но скорость - это мощность двигателя ( вес, радиус действия, продолжительность полёта ) и неудобство ведения измерений или наблюдений. Пролетая над объектом наблюдений со скоростью 40 у нас будет больше времени на его изучение. Можно увеличить высоту при скорости 80, но тогда упадёт качество наблюдения. Можно поставить инструменты лучшего качества, но тогда может возрасти вес и наверняка вырастет цена. Снова компромиссы. А ещё вылазят неприятности со взлётом и посадкой.
Для взлёта с большой удельной нагрузкой нужна бОльшая скорость, более протяжённая ВПП или катапульта большей мощности. При мощной катапульте растут перегрузки на старте, упрочняется и утяжеляется конструкция, что ведёт к росту скорости...Посадка? Опять таки ВПП бОльшей протяжённости, усиленные посадочные приспособления, больший вес, большая скорость. Замкнутый круг, истинное проклятье любого летающего аппарата. Поэтому чем меньше нагрузка на крыло, тем больше возможности манёвра у конструктора. Но растут размеры...
Далее, в следующих шажках четвёртого шага мы можем поговорить о:
- Нагрузка на мощность
- Рабочие Су
- Восходящие и нисходящие потоки а также выход на критические Су.
И ещё о всяком.
Если у меня терпения хватит. :)))
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-12-03 10:04 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-03 10:07 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-03 10:09 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-03 10:11 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-03 10:25 am (UTC)По сути вопроса - то что Вы пишите известно любому, кто хоть немного соприкасался с проектированием ЛА. Дьявол кроется в деталях, а они отсутствуют в Вашем изложении. То что Вы пишите хорошо для пионеров, которые строят первую в жизни контурную модель, но совершенно не годится для инженерного сообщества.
Еще вопросы есть?
no subject
Date: 2015-12-03 10:30 am (UTC)Когда вы нас покинете?
no subject
Date: 2015-12-04 08:57 am (UTC)Мне бы хотелось чтобы показали процесс моделирования/расчета и мотивации принятых решений а не такую белиберду.
no subject
Date: 2015-12-04 09:03 am (UTC)Не читал, но осуждаю. (с)
no subject
Date: 2015-12-04 09:04 am (UTC)Учебников куча доступна, а вот реального опыта и понимания проблем на пути в них не найдете.
no subject
Date: 2015-12-04 09:13 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:16 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:23 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:30 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:45 am (UTC)Простите, а Вы полагаете что Northrop Grumman X-47 Pegasus плохо подходит для распугивания медведей?
no subject
Date: 2015-12-04 10:12 am (UTC)Размах крыла: 8,46 м
Отлично подходит. Можно даже в воздух не поднимать.
Только скажите мне, есть у вас деньги на такую штуковину? Не только на купить, но и на обслуживать.
Если есть, то медведей можно отпугивать сразу деньгами.
Вы, наверное, не читали часть про ТЗ. Тут не про готовые решения, а про ПОДХОД к выработке ТЗ, проектированию, и, наверное, будет дальше, к созданию БПЛА. Заметьте, тут мало технической информации, это описание именно процессов, а не технологий. Конечно, процессы должны заботить больше руководителя проекта, а не инженера, но, зачастую, инженеру и нужно сочетать в себе эти качества. Вы же предлагаете открыть CAD/CAM и всё нарисовать. Однобоко. Заказчику требуется решение, а не современные подходы. Любой здравомыслящий инженер сейчас будет использовать CAD, но это совсем не гарантирует успех. Это ж просто инструмент.
no subject
Date: 2015-12-04 10:30 am (UTC)Повторяю, я допускаю, что за плечами автора стоит некоторый инженерный опыт, но разделить свои знания с заинтересованными сообщниками ему пока не удалось.
Извините, но у меня кончается перерыв на работе, если Вам нужно продолжение, то давайте это сделаем вечером.
no subject
Date: 2015-12-04 09:21 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:25 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:35 am (UTC)вот так вот волшебным образом?
это очень знакомый мне подход, местные этим часто грешат.
открывает солид и сразу чертить...
что? куда? зачем?
а не надо думать, рисуй, че...
no subject
Date: 2015-12-04 09:39 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:46 am (UTC)то, о чем говорит автор это ДО начала рисование всякого треша в кадах.
что-бы определиться, где будет стоять двигатель, какое удлиннение выбрать, составить грамотное ТЗ наконец (вернее прежде всего) - кад не поможет.
или мы рисуем красиво, а там переделаем если че?
так это профанский подход.
10 раз переделывать, в результате получить не то, с чего начинали?
да меня бы давно бы выгнали с работы за такое.
вот например
фюзель с хвостиком. обычный самолетик/моделька, метра 1,5 ЕМНИП.
сколько по вашему он переделывался?
no subject
Date: 2015-12-04 09:54 am (UTC)no subject
Date: 2015-12-04 09:58 am (UTC)главное рисуем, а что - там видно будет.
за картинку есть что сказать?
no subject
Date: 2015-12-04 10:13 am (UTC)Картинку я не рискну обсуждать, потому что с 1975 года я сам "завязал" с конструированием и занялся более сложными и важными для современной авиации вещами - системами управления.
(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2015-12-04 10:22 am (UTC)Мне есть что сравнивать по институцкой спецальности учился по нашим учебникам, по той которой сейчас работаю по, прости господи, омериканским.