Шестого шага псто...
Dec. 9th, 2015 08:57 am![[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 Шестого шага псто...
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?
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?
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-12-09 05:24 pm (UTC)В межзвездном пространстве (тяготения нет) неподвижно висит спутник, обладающий моментом инерции.
Мы хотим заставить это спутник вращаться.
Сценарий 1.
Цепляем спутнику невесомый (точнее, не имеющий массы) длинный рычаг
О--------
и тянем за это рычаг вверх (на картинке) с усилием, скажем, 1кгс.
Сценарий 2.
Цепляем к спутнику два длинных невесомых рычага
---------О-----------
И тянем за оба рычага вверх (на картинке), но с разными усилиями, скажем 10кгс и 11кгс.
Сравнить ускорения ЦТ спутника.
Re: "восстанавливающая сила не возникнет"
Пример в цифрах.
Вес самолета 2кгс, ЦТ посередине, заднее крыло в 2 раза больше.
Горизонтальный полет.
Подъемная сила на переднем крыле 1кгс, на заднем крыле 1кгс, угол атаки переднего крыла 10 градусов, угол атаки заднего крыла 5 градусов.
Неожиданно, самолет поднял нос на на 5 градусов.
Получилось.
Переднее крыло. Угол атаки 15 градусов, подъемная сила 1,5кгс
Заднее крыло. Угол атаки 10 градусов, подъемная сила 2кгс.
Восстанавливающий момент относительно ЦТ = 0,5кгс*полдлины самолета
no subject
Date: 2015-12-09 05:26 pm (UTC)no subject
Date: 2015-12-09 05:31 pm (UTC)Вы ненужно усложняете.
Есть тандем, с двумя совершенно одинаковыми крыльями.
Установочный угол переднего +2.
Установочный угол заднего 0.
ЦТ смещён в сторону заднего крыла до баланса.
При изменении углов атаки будет балансировка. До момента срыва на переднем крыле.
no subject
Date: 2015-12-10 06:23 am (UTC)ЦТ посередине, заднее крыло в 2 раза больше...угол атаки переднего крыла 10 градусов, угол атаки заднего крыла 5 градусов... Восстанавливающий момент относительно ЦТ = 0,5кгс*полдлины самолета Теперь понятно - восстанавливающий момент обеспечивается разностью площадей и разностью углов установки.
ЦТ смещён в сторону заднего крыла до баланса ЦМ не может быть по середине. Скорее всего он сместиться к заднему.
Разобрались, уяснил.
no subject
Date: 2015-12-10 06:45 am (UTC)Мы хотим заставить это спутник вращаться.
Весьма искусственный пример. Я уже не помню теорию, но в динамике полета всегда рассамтривают два движения - относительно собственного ЦМ, а потом как следствие - изм. траектории движения ЦМ.
В общем то на это можно не делать акцент.