Шестого шага псто...

[lazy-flyer.livejournal.com]

Оригинал взят у lazy_flyer в Шестого шага псто...

Поговорим ещё немного о неочевидных для рисовальщиков ( спецам от CAD\CAM - привет! ) грабельках? А давайте.
Экскизы, компоновки, расчёты и прочая теоретическая часть закончена. Прототип построен и начинён по последнему слову техники, с использованием новейших технологий и оборудования. Начались испытательные полёты.
Конечно, аппарат летит, ведь летает всё. Но летит как то непонятно, некрасиво летит. Болтается в небе аки цветок в проруби. Нет в полёте стабильности, уверенности, "не сидит" в воздухе. Говоря жаргонным языком самолётик "машет хвостом". А говоря языком правильным - наблюдаются незначительные колебания по курсу и тангажу, динамическая неустойчивость.
Мы вели расчёты для статической устойчивости и в этих расчётах всё выглядело красиво. Почему же сейчас получается не до конца хорошо? Потому что первые грабельки - динамическая неустойчивость, связанная с характеристиками профилей.
Обратимся к академическому определению устойчивости.

Устойчивость - свойство самолёта восстанавливать без вмешательства пилота кинематические параметры невозмущенного движения и возвращаться к исходному режиму полета после прекращения действия возмущений.

На самолётик подействовало возмущение, а он сам взял и ликвидировал последствия.
В крыле у нас стоит несимметричный профиль. У любого несимметричного профиля центр давления перемещается по хорде.

У каких то профилей больше, у каких то профилей меньше, но не стоит на месте. А вместе с центром давления перемещается и фокус всего самолётика. Условием стабильного полёта есть расположение центра тяжести перед фокусом, на некотором расстоянии, которое то расстояние определяет запас устойчивости, измеряемый в % САХ. Центр тяжести  в нормально скомпонованном самолёте не перемещается во время полёта. Как видно на картинке, с увеличением угла атаки запас устойчивости уменьшается - фокус двигается вперёд, ЦТ стоит на месте и наши первоначальные 12-10-8% запаса устойчивости могут превратиться в тыкву.
Проверили трижды, пересчитали - всего достаточно, должно быть хорошо. А самолётик по прежнему машет хвостиком. Что не так?!
Какая часть самолётика классической схемы отвечает за курс и тангаж? Правильно, оперение. Значит что то не так с оперением? Вероятно да.
Это не может быть площадь, это не может быть плечо - мы же считали, у нас всё получалось! Что, снова профиль? Да, снова профиль.
На оперении используют симметричные профили, так как оперение должно работать симметрично при положительных и отрицательных углах атаки. Смотрим на профили и поляры.

Симметричные, что ещё можно о них сказать. У одного непонятно зачем поджатие. А результат такого поджатия...

Внимательно разглядываем график красного цвета около нулевых значений Су. Какой то странный пипсик виден.
Смотрим на другую поляру, график красного цвета.

Вот где грабельки, вот где собака порылась. Почти полградуса изменения угла атаки не даёт заметного изменения подъёмной силы. И дальнейший рост этой подъёмной силы весьма нелинеен, в отличии от второго профиля. Вот и начинаются колебания, помахивания хвостиком.
И что теперь с этим делать? Куда смотрел наш CAD\CAM, ведь всё было красиво!
Только опыт, сын ошибок трудных. И ничего более.

P.S.
Я уже немного притомился, может кто подбросит интересный вопросик к обсуждению?

Comments

[biglebowsky.livejournal.com]

"На горизонт", естественно, ничего проектировать не нужно. Вот сделали самолет с какой-то площадью крыла, и эта площадь будет постоянной (конструктивно заданной), какие бы эволюции в пространстве самолет не совершал. (Экзотику, когда самолет складывает/раздвигает крылья, мы не рассматриваем.)

[kyodza.livejournal.com]

Если это спрашивает авиамоделист, не сильно напичканный теориями, то уместно сказать, что в справочниках (в программах) Су и Сх даются для прямоугольного крыла бесконечного размаха.
Если крыло будет иной формы (например, стреловидный эллипс в плане с поперечным V), то пересчет коэфф. для такого крыла потребуется.

Я правильно понял исходный вопрос?.

[vkorehovisback.livejournal.com]

а если не бесконечного размаха а конечного? тоже нужно пересчитывать? а программа сама не может пересчитать?

[lazy-flyer.livejournal.com]

XFLR моделирует конкретное крыло.

[vkorehovisback.livejournal.com]

что насчет связки s solidworks? есть какой плагин? или средствами солидворкс можно аэродинамику считать?

[lazy-flyer.livejournal.com]

Если вы собрались строить первый самолёт самостоятельно, то вам точно не нужен ни Solid, ни считать аэродинамику.

[kyodza.livejournal.com]

Не силен в программах, не подскажу. Автор поста приводит скриншоты из программы XFoil. Посмотрите ее.

А в учебниках пересчет есть конечно же.

[vkorehovisback.livejournal.com]

ну кто же сегодня будет поляру по учебнику строить.
а какой CAD лучше пользовать? в SolidWorks есть поддержка аэродинамики?

[kyodza.livejournal.com]

Есть.
В нашей фирме используют СолидВоркс со стандартным приложением к нему. CosmosFlowWorks называется.

Только там тоже не все так просто. Во первых - все сильно зависит от настройки начальных условий. Во вторых - там нет кнопки - "подсказать удачный профиль крыла". Там получается поле скоростей, а выводы надо делать самому. Без базовых знаний аэродинамики это ничего не даст.

Можно использовать более простую программу Profili v2.24. Она под моделистов заточена. Поляру то она строит по нажатию кнопки. Насколько реально - не оценивали.

[vkorehovisback.livejournal.com]

это не встроенный Flow Works в солидворкс? а какойто сторонний плагин?

мне солидворкс нужен еще и для того чтобы получить код для станка ЧПУ моего.
может есть и более простой способ?

[kyodza.livejournal.com]

Код для станков я получаю в других программах, более для этого приспособленных.
Для плоских деталей - ArtCAM, для серьезных - UG NX.

Экспорт через DXF без проблем, для поверхностей и тел - через Parasolid, IGES и т.п.

[vkorehovisback.livejournal.com]

art cam у меня только пиратский и какойто старой версии вроде 2013. я его для гравировки использовал, а так получал код станка череz SolidCAM но не очень удобно конечно.
чаще код пишу руками если детали простые.
Осталось еще получить Парасолид и ИГЕС, боюсь ХFlr в них экспортировать не может:(
возмонжо нужно моделировать что-то в каком-то 3д пакете. без солидворкс. может в Rhino.

[kyodza.livejournal.com]

АртКАМ у меня тоже пиратский, и ЮГ НиКс - тоже ))) Не мешает работать. Моделируем кому в чем нравится. Обычно нравится Компас, UG NX и SolidWorks.

СолидКАМ у меня лицензионный, с ключом, но только лишь по тому, что я работал на одну контору и писал программы для станков. Хорошая программа - работайте в ней.

Про Айджес и Парасолид - это я к примеру. Надо посмотреть - с чем работает ИксФойл. Наверняка, в текстовом виде координаты экспортирует. Не велик труд по точкам забить профиль в любую КАД-КАМ программу.

А в программе Profili v2.24 уже есть огромная база профилей. Берите и пользуйтесь.

[vkorehovisback.livejournal.com]

раз вы занимаетесь CNC, может подскажете чем лучше резать дерево?
у меня скорость прохода 3м/мин обороты около 4000 об/мин, фреза четырехзаходная плоская solid carbid. D8
какие должны быть опилки по величине? стружка должна быть? она у меня не сильно большая но и не пыль. что по звуку?, это нормально что есть вибрации и скрипы при прорезке поперек волокон и сучков? нужно ли снижать скорость при прорезке поперек?
что-то мне кажется у меня слишком медленная скорость прохода.
начинал увеличивать до 6м/мин но тогда уже появляются сколы.
нужно уменьшать скорость шлинделя?
я хочу попробовать однозаходные фрезы, но пока они в пути.
да глубина резки за один проход 4мм

[vkorehovisback.livejournal.com]

у вас есть опыт сравнения реальности с результатами симуляций?
нет ощущения что flow works пургу считает?

[kyodza.livejournal.com]

Так оно и есть, 50/50% ))) От настроек зависит очень сильно.

[vkorehovisback.livejournal.com]

я в Flow Works строил воздушные потоки в квартире:) для рассчета вентиляции и комфорта:)
вроде более менее посчиталось что реальности соответствует.
конечно абсолютные значения не совпадают но где сквозняки показывает правильно.

[kyodza.livejournal.com]

Он самый, встроенный!
Совпадает, но сильно зависит от настроек самой программы.

Забыл - мат.модель на экране Солида и реальный самолет отличаются. А кто поручится, что вот этот выступающий болт не является критическим с точки зрения аэродинамики? На самолете этот болт торчит, а в модели нет. Потому и результаты не всегда совпадают.

Чаще - эффект в реальности значительно ниже, чем рассчитанный в программе.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Для крыла бесконечного удлинения.
И в XFLR и в Profili используется XFoil. Вот только в XFLR он здорово продвинутый.

[kyodza.livejournal.com]

Вон оно как - решатель у них одинаковый значит. Интерфейс и сервис разный прикручен, получается.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Теоретически одинаков. В Profili - простейший вариант, двухмерный.
В XFLR - трёхмерный, крыло определённой геометрии. И Xfoil трёхмерный, по выбору можно вести анализ
- LLT - Lifting Line Theory
- VLM1/VLM2 - Vortex Lattice Method
- 3D panel

[kyodza.livejournal.com]

Нужные слова для себя увидел. Полезное общение!

[vkorehovisback.livejournal.com]

а если не бесконечного размаха а конечного? тоже нужно пересчитывать? а программа сама не может пересчитать?

[kyodza.livejournal.com]

Конечно.

Про программы не могу сказать, не владею вопросом.
Обратитесь к автору поста - он где то недавно выкладывал список литературы (со скриншотами), где все это описано.

На скриншотах у него программа XFoil. Вроде бы она считает конечный размах. Спросите опять же у него.

[kyodza.livejournal.com]

Посмотрел программу XFLR r5 - считает крыло конечного размаха. Хорошо считает, и что важно - на малых числах Re, то есть для моделей.
Анонсирован в следующем релизе 6 расчет динамических характеристик и устойчивости.