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: 2015-12-04 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
Date: 2015-12-04 10:24 am (UTC)"мгновенно" - это пять.
видел я таких мгновенных.
сидят и дрочат комп, вместо того, что-бы сначала решить, что они вообще рисуют и зачем.
вот пост как раз об этом.
no subject
Date: 2015-12-04 10:34 am (UTC)Извините, но у меня закончился перерыв, если есть вопросы - то вечером.
no subject
Date: 2015-12-04 10:59 am (UTC)и повторюсь в который раз:
для принятия основных компоновочных решений, расчетов удельной нагрузки и прочих БАЗОВЫХ параметров ЛА нужны мозги, а вовсе не кад.
к мозгам можно приложить ручку и лист бумаги, записывать, и калькулятор, опционально.
если кому-то кад на начальном этапе заменяет мозги, то получается вот такие чудо проекты, где как раз никто не думал, как, на чем, как далеко и пр. это полетит.
и крылышки с хордой как у казацкой шашки, и винтики-ромашки.
no subject
Date: 2015-12-06 12:31 pm (UTC)no subject
Date: 2015-12-07 09:25 am (UTC)Кстати, если у Вас есть CAD/CAM, то фюзеляж, который Вы предлагали проанализировать, будет несложно собрать из двух скорлупок (монокок), полученных либо штамповкой, либо выклейкой по шаблону изготовленному на 5-ти координатном фрезерном станке.
К сожалению, автору поста эти технологии недоступны.
no subject
Date: 2015-12-07 09:29 am (UTC)А записи в сообщество я делаю карандашом на обрывках газет при свете керосиновой лампы.
no subject
Date: 2015-12-07 10:22 am (UTC)разговор идет о модели, да, которая в сущности пригодна быть только картинкой, ибо не полетит она.
для того, что-бы доказать полную несостоятельность этого многомоторного летадла, модель которого сделана в каде (солиде), достаточно провести расчет удельной нагрузки на крыло, что под силу школьнику с карандашем и листом бумаги.
ни до каких перегрузок, прочности и прочего дело вообще не дойдет.
эта хрень не взлетит.
отсюда вполне видно, вы понятия не имеете, о чем вы говорите.
более того, вы пытаетесь учить делать что-то человека занимающегося только этим, в то время как сами, по вашим же заверениям, не делали этого 40лет.
слейтесь с миром уже, не позортесь.
no subject
Date: 2015-12-07 11:03 am (UTC)Ну а что касается автора, я не уверен, что за автором несмотря на его познания, стоит солидная фирма, способная сделать не игрушечный беспилотник, хотя я могу ошибаться, и уж тем более я не пытаюсь его учить как строить модели самолетов.
Ну а что касается Вас, то что-то мне подсказывает, что местные, которые используют CAD/CAM (не путать с пакетом для рисования) оставят Вас без работы.
Да и до свидания
no subject
Date: 2015-12-07 11:35 am (UTC)вы не понимаете, что ДО того, как браться за мышку и напрягать комп, просиживая низачем человекочасы, очень полезно посчитать хотя-бы в голове, и с карандашиком.
кстати, мой босс придерживается точно такого-же мнения, и работает точно так же.
многое обсуждается вообще на доске с маркерами, и только потом солид, когда ясно что чертить.
это экономит время, а значит деньги, а ради них, собссна, все и делается.
и вот именно поэтому меня на работе и держат.
я могу к компу вообще не подходить неделю. :)
или вы думаете, что я солидом или автокадом не пользуюсь? еще как пользуюсь, только тогда, когда это надо.
о разнице в производстве речь в топике не идет вообще.
речь о летающем изделии в целом.
и на этом этапе вообще не важно, как и кто и в каких количествах его будет делать.
и еще раз - для принятия основных параметров ЛА (площадей, хорд, плечь и нагрузок) никакие КАДЫ не нужны.
что вы будете в нем делать? рисовать абстрактный ЛА, для того, что-бы посчтитать нагрузку на крыло?
вам калькулятором зампретили пользоваться?
повторяю еще раз - вы загнали себя в логический тупик и пыжитесь, не желая призавать, что ничего в проектировании (не только ЛА) не понимаете.
несмотря на то, что сами же упомянули, что не занимаетесь этим уже 40 лет.
40 лет КАРЛ!
no subject
Date: 2015-12-07 11:38 am (UTC)начнем с этого.
вы ошибаетесь.
и более того, описанное в посте действие одинаково работает как с пенолетами 1кг весом, так и с большими самолетами вплоть до пилотируемых.
только рейнольдсы разные.
no subject
Date: 2015-12-04 03:15 pm (UTC)Управлять тем, что наваяют дизигнеры думающие за компутером?
Вы как то путаете пресное с мягким.
Вам показывают КАК подходить к проектированию, подбору схемы, компоновки и далее по тексту, а не как "думать".
И позвольте спросить, КАКИМ боком, в выборе платформы (включая компоновку, расчет, подбор аппарата под определенные режимы полета) вам помогут CAD и в особенности CAM?
Особенно САМ. По моему-вы сами не понимаете, о чем вообще идет речь и кто тут с марса...
no subject
Date: 2015-12-06 12:49 pm (UTC)"И позвольте спросить, КАКИМ боком, в выборе платформы (включая компоновку, расчет, подбор аппарата под определенные режимы полета) вам помогут CAD и в особенности CAM?" - вы не поняли - САD/CAM - это сквозная комплексная автоматизация всего жизненного цикла ЛА, а поможет она Вам в сокращении времени, в том числе и на изготовлении натурных стендов.
Теперь по сабжу - пока ИМХО у автора плохо получается с подачей материала.
На этом, я прервусь, по моему тема исчерпана.
no subject
Date: 2015-12-06 06:37 pm (UTC)КАКОЙ натурный стенд?
Мы вообще то БПЛА, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ пытаемся проектировать. КАКОЙ стенд?
Модельку я вам и руками сдлелаю, чтобы на стол поставить.
Далее. Рутан. Рута-это ЧЕЛОВЕЧЩЕ. Он-(да как же так то?) КОНСТРУКТОР, в первую очередь, а не дизигнер. Разница думаю понятна.
Он зверь, и уж поверьте, в свое время, создавая свои Лонги-он ну никак не использовал "гениев от рисования". и связку CAD\CAM для сквозной автоматизации.
И да. Ну никакие кад-камы, вам не смогут правильно выбрать компоновку, комплектацию, просчитать АЭРОДИНАМИКУ (представляете, её блин считать нужно).
А каким боком САМ-может повлиять на "весь жизненный цикл" ЛА - я вообще не понял.
У автора-всё зашибись с подачей. Ему бы лекции читать, а не на в ЖЖ писать, для популяризации.
В ВУЗах-было бы больше адекватных слушателей, которым это пойдет впрок
PS Откройте секрет, что Вы курите? Или это грибы? А может синтетика?
no subject
Date: 2015-12-07 05:33 am (UTC)"...Модельку я вам и руками сдлелаю, чтобы на стол поставить..." - бывают БПЛА и весом четыре тоны.
"...А каким боком САМ-может повлиять на "весь жизненный цикл" ЛА - я вообще не понял..." - немедленно в школу.
"...Откройте секрет, что Вы курите? Или это грибы? А может синтетика?..." - хамить будете своему начальнику.
Разговор окончен.
no subject
Date: 2015-12-07 01:58 pm (UTC)В принципиальных решениях оно действительно не помошник. А вот дальше....
no subject
Date: 2015-12-07 05:54 pm (UTC)А позвольте поинтересоваться, ВЫ вот конкретно, к чему причисляете инвертор и автокад?
Я вот к CAD системам. CAM - там и не пахнет.
И вообще, к чему этот вопрос, со скрытым явным подтекстом?
В чем вопрос то?
no subject
Date: 2015-12-08 05:50 pm (UTC)AutoCAD - это вообще "рисовалка", по большому счёту.
Вопрос был именно к различию "рисовалок" и полноценных CAD/CAM/CAE систем.