-
/1247586-300px-sukhoi_su-30_inflight.jpg)
Теория воздушного змея
Теги:
_B1_
Сабж. Не уверен на 100% с разделом, но пусть будет пока так.
Собственно, с чего возник вопрос. Готовых решений в продаже - валом. Типовых конструкций тоже в избытке. Но вот первые две попытки собрать сабж методом интуитивного тыка увенчались полным провалом, в связи с чем хотелось бы выявить причину ошибки.
Первый прототип - вариация на тему крыла рогалло: А-образная рама с осевой рейкой и приделанная по трем рейкам обшивка, сзади свободно висящая. Сабж охотно взлетал, но, спустя несколько секунд, поворачивался вокруг леера на угол от 90 до 180 градусов, почле чего полет, естессно, оканчивался.
Оке, очевидно нужен хвост. Сказано - сделано. Надо ли сказать, что эффекта хвост не оказал никакого.
Второй заход был более "голым" с точки зрения геометрии: равносторонний треугольник с закрепленной по периметру обшивкой. Осевая рейка с возможностью цеплять с любой стороны как рейку-хвост, так и ленту. Основная мысль билась вокруг неверного взаимного расположения центра давления, центра тяжести и точки подвески. О последней - оба варианта крепились в трех точках, чтобы исключить раскачку по крену.
Второй блин вышел не менее эпичным комом. При расположении центра тяжести вблизи центра давления ситуация полностью соответствовала описанной ранее. При расположении ц.м. спереди или сзади от ц.д. полет отличался лишь тем, что переворот осуществлялся чуть позже, и был более интенсивным. Изменение угла атаки мало влияло на ситуацию, хотя прослеживалась общая закономерность - уменьшение угла атаки от 80 до 30 градусов приводило к увеличению подъемной силы к снижению устойчивости.
Собственно, вопрос - какого, пардон, члена?
Что заставляет змея удерживать продольную вертикальную плоскость близкую к гравитационной вертикали? Почему змей висит именно жопой к земле, а не вбок или вверх? Таки гравитационная стабилизация за счет тяжелого хвоста, или тупо реакция леера, корректирующая угловое положение змея при смещении последнего из номинальной плоскости в ту или иную сторону?
Собственно, с чего возник вопрос. Готовых решений в продаже - валом. Типовых конструкций тоже в избытке. Но вот первые две попытки собрать сабж методом интуитивного тыка увенчались полным провалом, в связи с чем хотелось бы выявить причину ошибки.
Первый прототип - вариация на тему крыла рогалло: А-образная рама с осевой рейкой и приделанная по трем рейкам обшивка, сзади свободно висящая. Сабж охотно взлетал, но, спустя несколько секунд, поворачивался вокруг леера на угол от 90 до 180 градусов, почле чего полет, естессно, оканчивался.
Оке, очевидно нужен хвост. Сказано - сделано. Надо ли сказать, что эффекта хвост не оказал никакого.
Второй заход был более "голым" с точки зрения геометрии: равносторонний треугольник с закрепленной по периметру обшивкой. Осевая рейка с возможностью цеплять с любой стороны как рейку-хвост, так и ленту. Основная мысль билась вокруг неверного взаимного расположения центра давления, центра тяжести и точки подвески. О последней - оба варианта крепились в трех точках, чтобы исключить раскачку по крену.
Второй блин вышел не менее эпичным комом. При расположении центра тяжести вблизи центра давления ситуация полностью соответствовала описанной ранее. При расположении ц.м. спереди или сзади от ц.д. полет отличался лишь тем, что переворот осуществлялся чуть позже, и был более интенсивным. Изменение угла атаки мало влияло на ситуацию, хотя прослеживалась общая закономерность - уменьшение угла атаки от 80 до 30 градусов приводило к увеличению подъемной силы к снижению устойчивости.
Собственно, вопрос - какого, пардон, члена?
Что заставляет змея удерживать продольную вертикальную плоскость близкую к гравитационной вертикали? Почему змей висит именно жопой к земле, а не вбок или вверх? Таки гравитационная стабилизация за счет тяжелого хвоста, или тупо реакция леера, корректирующая угловое положение змея при смещении последнего из номинальной плоскости в ту или иную сторону?
Человек без мечты - как птица без крыльев.
Главный по глупым вопросам.
инфо
инструменты
Основная мысль, опять же, заключается в том, что без гравитации тут не обходится. Аргумент прост:
если представить себе воздушный поток сплошным, однородным, параллельным и горизонтальным, а точку крепления леера к "земле" фиксированной, то при заданных параметрах змея геометрическое место устойчивых положений змея сформирует окружность, а леер, протянутый от змея к точке крепления, соответственно, конус, ось которого параллельна вектору движения воздуха.
Если бы аэродинамикой влияние ограничивалось бы, то змей мог устойчиво висеть в любой точке окружности.
Если добавить гравитацию как действующую силу, не оказывающую, однако, влияния на устойчивость змея, конус возможных положений змея просто наклонится вниз, в направлении центра притяжения.
Однако, как показывает практика, нормальные неуправляемые змеи висят в верхней точке окружности.
Отсих вывод - влияет гравитация на устойчивость привязанного летательного аппарата.
если представить себе воздушный поток сплошным, однородным, параллельным и горизонтальным, а точку крепления леера к "земле" фиксированной, то при заданных параметрах змея геометрическое место устойчивых положений змея сформирует окружность, а леер, протянутый от змея к точке крепления, соответственно, конус, ось которого параллельна вектору движения воздуха.
Если бы аэродинамикой влияние ограничивалось бы, то змей мог устойчиво висеть в любой точке окружности.
Если добавить гравитацию как действующую силу, не оказывающую, однако, влияния на устойчивость змея, конус возможных положений змея просто наклонится вниз, в направлении центра притяжения.
Однако, как показывает практика, нормальные неуправляемые змеи висят в верхней точке окружности.
Отсих вывод - влияет гравитация на устойчивость привязанного летательного аппарата.
Человек без мечты - как птица без крыльев.
Главный по глупым вопросам.
zaitcev
_B1_> Основная мысль билась вокруг неверного взаимного расположения центра давления, центра тяжести и точки подвески.
Не, там надо думать об изменении направления вектора подъемной силы а не только о точках безмоментного приложения. Примерно то же самое, что и с устойчивой авиамоделью.
Не, там надо думать об изменении направления вектора подъемной силы а не только о точках безмоментного приложения. Примерно то же самое, что и с устойчивой авиамоделью.
digger
Как я понимаю,существуют 2 основных вида популярных в наше время змеев - аэродинамический и хвостатый.С хвостатым всё просто : хвост тянет заднюю часть вниз и назад за счет силы тяжести и натяжения хвоста ветром,подъемнaя сила - вверх,а веревка - вниз и вперед.Хвостатый змей чрезвычайно устойчив и может делать мертвую петлю.Дельтаплан устойчив из-за того же,что и обычный дельтаплан.Выгиб полотна вверх обеспечивает устойчивость по крену,а продольная крутка - по тангажу.Есть также змеи по обычной схеме с хвостом.Не думаю,что гравитация влияет,она слишком слабая по сравнению с силой натяжения веревки и подъемной силой.
digger> Как я понимаю,существуют 2 основных вида популярных в наше время змеев - аэродинамический и хвостатый.С хвостатым всё просто : хвост тянет заднюю часть вниз и назад за счет силы тяжести и натяжения хвоста ветром,подъемнaя сила - вверх,а веревка - вниз и вперед.Хвостатый змей чрезвычайно устойчив и может делать мертвую петлю.
Таки да )
Не знаю пока насчет сугубо аэродинамической стабилизации по крену, но гравитационная работает.
Вчерась удалось добиться устойчивого полета классического прямоугольника. Рамка Х-образная с верхней поперечиной. Обшивка - тонкая пленка. Натяжение никакое, посему обшивка парусила знатно.
Устойчивость обеспечена при массе хвоста не ниже пороговой. При этом было четко видно, когда падающий с ветра хвост поворачивал змея в нормальное положение. Срабатывало, однако, не всегда - если крен превышал 90 градусов при устойчивом сильном ветре - аэродинамическое сопротивление хвоста оказывалось в разы больше веса и система практически не действовала.
Следующим заходом сделаю нормальный жесткий планер со стабилизацией крыла под оптимальным углом атаки с помощью вынесенного стабилизатора, надо будет добавить небольшой киль для стабилизации по рысканию, а для стабилизации по крену добавлю плотный балласт на жесткой штанге, закрепленный под прямым углом к лееру. =)
Таки да )
Не знаю пока насчет сугубо аэродинамической стабилизации по крену, но гравитационная работает.
Вчерась удалось добиться устойчивого полета классического прямоугольника. Рамка Х-образная с верхней поперечиной. Обшивка - тонкая пленка. Натяжение никакое, посему обшивка парусила знатно.
Устойчивость обеспечена при массе хвоста не ниже пороговой. При этом было четко видно, когда падающий с ветра хвост поворачивал змея в нормальное положение. Срабатывало, однако, не всегда - если крен превышал 90 градусов при устойчивом сильном ветре - аэродинамическое сопротивление хвоста оказывалось в разы больше веса и система практически не действовала.
Следующим заходом сделаю нормальный жесткий планер со стабилизацией крыла под оптимальным углом атаки с помощью вынесенного стабилизатора, надо будет добавить небольшой киль для стабилизации по рысканию, а для стабилизации по крену добавлю плотный балласт на жесткой штанге, закрепленный под прямым углом к лееру. =)
Человек без мечты - как птица без крыльев.
Главный по глупым вопросам.
В магазине (в Израиле по крайней мере) есть китайские змеи в виде птицы с размахом крыла около метра, мне кажется,по обычной схеме, т.е по тангажу стабилизирует хвостовое оперение.
Serg Ivanov
http://www.balancer.ru/_cg/_st/org/w/wikipedia/aHR0cDovL3J1Lndpa2lwZWRpYS5vcmcvd2lraS_K4Ony-400x300.png [can't get icon's size]
Кайт — Википедия
Кайт (англ. power kite) — в буквальном переводе с английского означает воздушный змей. Однако в русской терминологии понятия кайт и воздушный змей различны. А именно, кайтами называют такие воздушные змеи, которые предназначены для буксировки человека или других средств, воздушными змеями же принято называть все остальные конструкции, предназначенные для игр или подъема предметов на высоту. По назначению кайты принято делить на следующие категории: В основном преобладают три конструктивных решения: Методы управления кайтом достаточно разнообразны. // Дальше — ru.wikipedia.orgКайт (англ. power kite) — в буквальном переводе с английского означает воздушный змей. Однако в русской терминологии понятия кайт и воздушный змей различны. А именно, кайтами называют такие воздушные змеи, которые предназначены для буксировки человека или других средств, воздушными змеями же принято называть все остальные конструкции, предназначенные для игр или подъема предметов на высоту.
Bredonosec
_B1_> Сабж охотно взлетал, но, спустя несколько секунд, поворачивался вокруг леера на угол от 90 до 180 градусов, почле чего полет, естессно, оканчивался.
_B1_> Оке, очевидно нужен хвост.
А чего ты не сделал как все нормальные люди - одна веревка до ЦД, а вторая после, связанные вместе для обеспечения нужного угла относительно направления натяжения леера (соответственно, обеспечивающие регулировку угла атаки обратной связью - чем сильнее ветер, чем выше змей, чем более вертикально стоит леер - тем меньше УА) ?
Или даже несвязанные - чтоб управлять..
Одной веревкой не отделаться, бо от угла атаки меняется положение ЦД в пределах от "бесконечность позади крыла" до точки на 1/4 хорды. Соответственно, само по себе крыло неустойчиво. Если прилепить стаб, то, конечно, за счет такой схемы из 2 крыльев, в принципе, можно сделать и на одной точке прикрепленный "змей", (поперечную устойчивость за счет положительного V обеспечить), но смысл делать такой змей?
_B1_> Оке, очевидно нужен хвост.
А чего ты не сделал как все нормальные люди - одна веревка до ЦД, а вторая после, связанные вместе для обеспечения нужного угла относительно направления натяжения леера (соответственно, обеспечивающие регулировку угла атаки обратной связью - чем сильнее ветер, чем выше змей, чем более вертикально стоит леер - тем меньше УА) ?
Или даже несвязанные - чтоб управлять..
Одной веревкой не отделаться, бо от угла атаки меняется положение ЦД в пределах от "бесконечность позади крыла" до точки на 1/4 хорды. Соответственно, само по себе крыло неустойчиво. Если прилепить стаб, то, конечно, за счет такой схемы из 2 крыльев, в принципе, можно сделать и на одной точке прикрепленный "змей", (поперечную устойчивость за счет положительного V обеспечить), но смысл делать такой змей?
Bredonosec> А чего ты не сделал как все нормальные люди - одна веревка до ЦД, а вторая после,
Отчего же не сделал? Именно так и сделал. Более того - у меня было три точки крепления, треугольником. Нити сходились в одной точке, где и крепились к лееру. Более того, регулировкой осевой нити я выставлял нужный угол плоскости змея относительно оси леера.
С устойчивостью по тангажу и крену, таким образом не было. Змея разворачивало вокруг оси леера. То есть если леер стоит почти вертикально - это разворот по рысканию. Если леер висит горизонтально - то по крену относительно воздушного потока (угол атаки при этом более 45 градусов).
Тут сложно терминами оперировать, т.к. из за больших углов атаки и углов плоскости относительно леера, углы крена и рыскания меняются в зависимости от того в какой системе отсчета смотреть
Отчего же не сделал? Именно так и сделал. Более того - у меня было три точки крепления, треугольником. Нити сходились в одной точке, где и крепились к лееру. Более того, регулировкой осевой нити я выставлял нужный угол плоскости змея относительно оси леера.
С устойчивостью по тангажу и крену, таким образом не было. Змея разворачивало вокруг оси леера. То есть если леер стоит почти вертикально - это разворот по рысканию. Если леер висит горизонтально - то по крену относительно воздушного потока (угол атаки при этом более 45 градусов).
Тут сложно терминами оперировать, т.к. из за больших углов атаки и углов плоскости относительно леера, углы крена и рыскания меняются в зависимости от того в какой системе отсчета смотреть
Человек без мечты - как птица без крыльев.
Главный по глупым вопросам.
_B1_> Отчего же не сделал? Именно так и сделал. Более того - у меня было три точки крепления, треугольником. Нити сходились в одной точке, где и крепились к лееру. Более того, регулировкой осевой нити я выставлял нужный угол плоскости змея относительно оси леера.
вопрос: а зачем 3 (три) нити? При некотором положительном V он прекрасно самоориентируется по крену
_B1_> С устойчивостью по тангажу и крену, таким образом не было. Змея разворачивало вокруг оси леера. То есть если леер стоит почти вертикально - это разворот по рысканию. Если леер висит горизонтально - то по крену относительно воздушного потока (угол атаки при этом более 45 градусов).
эээ... а точка соединения нитей находилась где? Она должна быть обязательно перед ЦД. То есть, попробуй сдвинуть вперед. Или укоротить хорошо переднюю.
вот, накалякал в пейнте примерно.
Основа в том, чтоб "цт", (роль которого исполняет точка привязки леером или равнодействующая этой точки) был впереди от ЦД. Тогда он за леером как собачка будет ходить. В обратном случае - стат-неустойчивость по любой оси, которую не зафиксировал.
зы, слишком сильно (до околонулевых углов атаки) тож затягивать не надо - не подхватит ветер вверх. Но в целом - точка подвеса вперед относительно ЦД должна быть сдвинута
вопрос: а зачем 3 (три) нити? При некотором положительном V он прекрасно самоориентируется по крену
_B1_> С устойчивостью по тангажу и крену, таким образом не было. Змея разворачивало вокруг оси леера. То есть если леер стоит почти вертикально - это разворот по рысканию. Если леер висит горизонтально - то по крену относительно воздушного потока (угол атаки при этом более 45 градусов).
эээ... а точка соединения нитей находилась где? Она должна быть обязательно перед ЦД. То есть, попробуй сдвинуть вперед. Или укоротить хорошо переднюю.
вот, накалякал в пейнте примерно.
Основа в том, чтоб "цт", (роль которого исполняет точка привязки леером или равнодействующая этой точки) был впереди от ЦД. Тогда он за леером как собачка будет ходить. В обратном случае - стат-неустойчивость по любой оси, которую не зафиксировал.
зы, слишком сильно (до околонулевых углов атаки) тож затягивать не надо - не подхватит ветер вверх. Но в целом - точка подвеса вперед относительно ЦД должна быть сдвинута
Прикреплённые файлы:
Нет там никакой силы тяжести! Она пренебрежимо мала по сравнению с силой натяжения веревки и подъемной силой, веревка рвет змея из рук намного сильнее,чем его вес.Следовательно,подъемная аэродинамическая сила направлена примерно противоположно веревке.Аэродинамическое качество змея - это,следовательно,тангенс угла наклона веревки,если не учитывать ее вес и натяжение ветром.Хороший змей висит практически над головой.
Треугольник на картинке, помимо крутки дельтаплана,хвоста обычной схемы или хвоста змея,стабилизирует по тангажу.При изменении тангажа одна из веревок треугольника натягивается и возвращает змея на место.У змеев-дельтапланов по доллару штука там треугольник из ткани с дырочкой для веревки.Есть хвостатые змеи без продольного треугольника ,там поперечный треугольник, стабилизирующий по крену.Простейший такой - змей-монах.
Треугольник на картинке, помимо крутки дельтаплана,хвоста обычной схемы или хвоста змея,стабилизирует по тангажу.При изменении тангажа одна из веревок треугольника натягивается и возвращает змея на место.У змеев-дельтапланов по доллару штука там треугольник из ткани с дырочкой для веревки.Есть хвостатые змеи без продольного треугольника ,там поперечный треугольник, стабилизирующий по крену.Простейший такой - змей-монах.
digger> Нет там никакой силы тяжести! Она пренебрежимо мала по сравнению с силой натяжения веревки
а где противоречие с моим постом?
я напомню -
>Следовательно,подъемная аэродинамическая сила направлена примерно противоположно веревке.Аэродинамическое качество змея - это,следовательно,тангенс угла наклона веревки,если не учитывать ее вес и натяжение ветром.Хороший змей висит практически над головой.
вообще говоря, рисовать L перпендикулярно веревке - дело вкуса. Ты можешь выбрать систему координат, связанную с землей, с вектором скорости, с осевой линией, с чем угодно. Как-то более общепринято рисовать КС, связанную с направлением потока.
А в этой КС перпендикулярна веревке полная АД сила - R. Горизонтальная составляющая которой - драг, вертикальная - лифт. А угол наклона леера характеризует качество змея (при идеальных условиях).
В твоем же варианте качество должно быть "бесконечным", ибо делить надо проекцию R на вертикальную ось твоей КС, (то есть, продолжение леера, если у тебя L параллельна ему) на горизонтальную проекцию, которая равна нулю, что следует из равенства сил (стандартное разложение сил по проекциям - делал же, наверно, не раз)
То есть, если качество воспринимать как тангенс наклона леера, то лифт надо направлять перпендикулярно напору воздуха, а не параллельно лееру.
digger> Есть хвостатые змеи без продольного треугольника ,там поперечный треугольник, стабилизирующий по крену.Простейший такой - змей-монах.
а что стабилизирует по тангажу? Там ведь ну очень тяжелый хвост (с большим драгом) должен быть, если точка подвеса позади ЦД, значит, змей низко висеть будет, если вообще сможет вылететь, учитывая неустойчивость подвеса позади ЦД.
а где противоречие с моим постом?
я напомню -
"цт", (роль которого исполняет точка привязки леером или равнодействующая этой точки)
>Следовательно,
вообще говоря, рисовать L перпендикулярно веревке - дело вкуса. Ты можешь выбрать систему координат, связанную с землей, с вектором скорости, с осевой линией, с чем угодно. Как-то более общепринято рисовать КС, связанную с направлением потока.
А в этой КС перпендикулярна веревке полная АД сила - R. Горизонтальная составляющая которой - драг, вертикальная - лифт. А угол наклона леера характеризует качество змея (при идеальных условиях).
В твоем же варианте качество должно быть "бесконечным", ибо делить надо проекцию R на вертикальную ось твоей КС, (то есть, продолжение леера, если у тебя L параллельна ему) на горизонтальную проекцию, которая равна нулю, что следует из равенства сил (стандартное разложение сил по проекциям - делал же, наверно, не раз
) То есть, если качество воспринимать как тангенс наклона леера, то лифт надо направлять перпендикулярно напору воздуха, а не параллельно лееру.
digger> Есть хвостатые змеи без продольного треугольника ,там поперечный треугольник, стабилизирующий по крену.Простейший такой - змей-монах.
а что стабилизирует по тангажу? Там ведь ну очень тяжелый хвост (с большим драгом) должен быть, если точка подвеса позади ЦД, значит, змей низко висеть будет, если вообще сможет вылететь, учитывая неустойчивость подвеса позади ЦД.
Монах и висит низко, т.е. имеет низкое аэродинамическое качество.По тангажу с одной стороны хвост тянет вниз и увеличивает угол атаки,а с другой стороны площадь сзади от веревок больше площади спереди от них и аэродинамичесие силы стремятся уменьшить угол атаки.Чем сильнее ветер, тем меньше угол атаки и больше угол наклона веревки к горизонту.
digger>По тангажу с одной стороны хвост тянет вниз и увеличивает угол атаки,а с другой стороны площадь сзади от веревок больше площади спереди от них и аэродинамичесие силы стремятся уменьшить угол атаки.
то есть, при ослабевании ветра он падает на хвост, и привет плоский штопор?
то есть, при ослабевании ветра он падает на хвост, и привет плоский штопор?
Copyright © Balancer 1997..2018
Создано 13.08.2013
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
Создано 13.08.2013
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
