Квадрокоптеры vs Вертолеты ?

Всё вроде в строчку, но вот этот момент:

tarasv> Мультикоптерный способ получения горизонтальной скорости чистым тангажом практически непригоден для пилотируемого вертолета

А чем же вертолёты классической схемы "получают" горизонтальную скорость, если не "чистым" тангажом?

ED> А чем же вертолёты классической схемы "получают" горизонтальную скорость, если не "чистым" тангажом?
У них тангаж является следствием маха лопастей.

s.t.> У них тангаж является следствием маха лопастей.

Какая разница следствием чего? В установившемся режиме горизонтальная тяга обеспечивается наклоном оси винта. Разве нет? И чтобы изменить скорость, надо изменить положение оси (тангаж). И там, и там.

А вот чем изменить - тут действительно отличие. Реализуется по разному. Но вопрос был не про то.

ED> В установившемся режиме горизонтальная тяга обеспечивается наклоном оси винта. Разве нет?
У вертолетов - нет. Они могут так летать, и даже летают, но необязательно.

ED> А чем же вертолёты классической схемы "получают" горизонтальную скорость, если не "чистым" тангажом?

Я уже у Поля спрашивал, давай еще раз спрошу. Как вертолет перемешается по земле на обжатых шасси и почему квадрик этого не может в принципе?
Основная и де факто единственная функция автомата перекоса это отклонение оси тяги винта от оси вращения что и создает силу направленную перпендикулярно оси НВ. Сила эта не очень велика по геометрическим и прочностным соображения и в воздухе больше горизонтальной тяги дает тангаж всего вертолета. Но при наличии автомата перекоса не возникает постоянная "болтанка" относительно вертикальной оси которой квадрик стабилизинуется и правляется. В вертолете "болтается" винт а более инертный фюзеляж изменяет углы наклона заметно плавнее.

ED>> В установившемся режиме горизонтальная тяга обеспечивается наклоном оси винта. Разве нет?
s.t.> У вертолетов - нет.

А чем же ещё?

ED> А чем же ещё?
Этим

Полл> У тебя ролик не отображается?

Ты его дал когда я уже начал писать ответ в перерывах между суетой по дому, а потом я ответ отправил спать пошел Значит я неправильно понял что написали испытатели Фантома, посыпаю голову пеплом. Не с взлетной массой 2кг, а с нагрузкой в 2кг. Пересчитваем и получаем 0.278кВ/кг когда квадрик может только подпрыгнуть, дальше перегруз по мощности двигателя. Ок, картина из катастрофической для квадрика превращается просто в печальную, он не способен летать с энерговоруженностью с которой вертолет нормальной схемы может надежно эксплуатироваться но разница не в полтора-два раза а на десяток другой процентов.

tarasv>> У тебя получается почти барон Мюнхгаузен вытаскивающий себя за волосы из болота в действии. Как вертолет может создать тангаж если тяга винта направлена строго вверх?
Полл> Ну я же тебе и ссылку на устройство автомата перекоса скинул.

Я и без ссылок знаю что он делает, а делает он именно то что я тебе написал, отклоняет ось тяги от геометрической оси винта циклически изменяя его шаг. Если в википедии это не написано то это проблемы википедии но не мои.

Полл> А еще раз внимательно посмотреть? Там у меня картиночки вполне серийных аппаратов с эксплуатации есть.
Полл> Или ты решил меня вогнать в депрессию, внезапно став тупым на уровне ТТ?

Может я ослеп но ничего тяжелого мультикоптерного я там не вижу, а вижу пачку tilt-rotor конвертопланов начиная с поста с Bell X-22 и вниз. Для них маленькие винты вполне естественны, бо большие им нафиг не нужны ведь основной режим горизонтальный на крыле.

s.t.> Этим

Да знаю я это.
Но ты хочешь сказать, что когда угол наклона кольца автомата перекоса меняется, то горизонтальная тяга/скорость меняется тоже, а тангаж нет?

ED> а тангаж нет?
ага, если скорость невысокая. Во всяком случае, плоскость вращения винта(хотя она и не плоскость вовсе), наклоняется существенно сильнее, чем ось.
Во, хорошая иллюстрация. Тут тангаж вообще к земле прибит.

ED>> а тангаж нет?
s.t.> ага

То есть если скажем наклонить кольцо вперёд, то сзади угол лопасти/сила увеличится, спереди угол/сила уменьшится, а вертолёт в целом своего положения/угла наклона не изменит?
ИМХО так попросту не бывает.

s.t.>Тут тангаж вообще к земле прибит.

Тут совсем другая ситуация. Именно потому что прибит.

Полл> Или ты решил меня вогнать в депрессию, внезапно став тупым на уровне ТТ?

Ты язык свой не распускай.

ED> ИМХО так попросту не бывает.

В воздухе конечно не бывает, боковая сила винта отклоняет фюзеляж.

s.t.>>Тут тангаж вообще к земле прибит.
ED> Тут совсем другая ситуация. Именно потому что прибит.

В воздухе точно так-же. На установившемся режиме поступательного движения полный угол отклонения потока НВ всегда больше угла тангажа фюзеляжа. Вертолет просто остановится если он не будет больше.

tarasv> В воздухе точно так-же.
tarasv> На установившемся режиме поступательного движения полный угол отклонения потока НВ всегда больше угла тангажа фюзеляжа.

И наоборот - отклонение угла тангажа меньше... Но отклонение есть, а не равно нулю как на земле. То есть не точно так же.

tarasv>> В воздухе точно так-же.
tarasv>> На установившемся режиме поступательного движения полный угол отклонения потока НВ всегда больше угла тангажа фюзеляжа.
ED> И наоборот - отклонение угла тангажа меньше... Но отклонение есть, а не равно нулю как на земле. То есть не точно так же.
Центробежная сила, действующая на лопасть, на порядок больше силы тяги с неё.
Поэтому, если вертолёт не стоит на земле с малыми оборотами, отклонение плоскости винта от его оси несущественно.
Изначально шарнирную втулку винта да Сильва придумал исключительно, чтобы разгрузить лопасть и избежать её разрушения.
Сейчас есть вертолеты с жесткими втулками винта без шарнира.

З.Ы. Перегрузка моторов квадриков, не имеющих системы охлаждения и с недостаточно мощной системой электропитания.

Полл> Сейчас есть вертолеты с жесткими втулками винта без шарнира.
Не, у этих вертолетов гибкий элемент, но отнюдь не отсутствие шарнира.

Полл>отклонение плоскости винта от его оси несущественно.

И? Речь о тангаже. О положении фюзеляжа относительно земли.
Вот что сказанное тобою говорит о том положении фюзеляжа? Ничего.

ED> И? Речь о тангаже. О положении фюзеляжа относительно земли.
У Ми-24 ось НВ наклонена вперед, чтобы в нормальном полета тангаж был нулевой, зато садится и висит с положительным

s.t.> У Ми-24 ось НВ наклонена вперед, чтобы в нормальном полета тангаж был нулевой, зато садится и висит с положительным

То есть тангаж меняется. О чём я и говорю.
Ибо утверждалось что мол квадрики меняют скорость изменением тангажа, а у вертолётов ничего подобного нет.

А наклон втулки винта - обычная практика. Ибо типичный режим полёта - с поступательной скоростью.

Димитър> Почему ВСЕ большие машины имеют 2 винта (вертолеты), а ВСЕ небольшие дроны - 4? Оптимум меняется с массой/размеров?

Не связано также с числом Рейнольдса и размерным фактором? Вертолету малых размеров легче держаться в воздухе, потому можно в некоторой мере забить на эффективность и ометаемую площадь.Муха вообще не масштабируется, например.

digger> Не связано также с числом Рейнольдса и размерным фактором?
С числом Рейнольдса и падением эффективности винтов малых размеров связаны попытки создания монокоптеров, которые есть выше в теме.
И использование на "БлэкХорнете" при его размерах в десяток сантиметров классической вертолетной схемы тоже объясняется этим же.

Начал было читать, хотел ответить, но понял, что тарас вполне отлично справился и в одиночку )))

tarasv> Предельно возможная ометаемая площадь и низкая скорость вращения.
чуть-чуть подправлю: предельно возможная для данной мощности двигла, чтоб ротор не вышел слишком тяжелым для двигла.

tarasv> Получают ее квадрокоптеры исключительно за счет дикой по меркам нормальных вертолетов энерговоруженности. С 0.460кВт/кг квадрик может только оторвать себя от земли, ни о каком полете речь не идет. Для нормального полета ему нужно в полтора раза больше. С 0.26кВт/кг, с которыми вертолет вполне нормально летает, квадрик будет только молотить воздух винтами на месте потому что в таком маленьком диаметре статическая тяга винтов мала.
Чисто из любопытства попробую примитивно прикинуть -
Ми-26ТС, мтом 56 тонн, диаметр ротора 32 метра, моща 2х8380=16760кВт, итого - 3,34 кг/кВт (0,3 кВт/кг). С учетом того, что при мтом запас тяговооруженности должно быть минимум 1.1-1.2, чтоб иметь избыток тяги для создания вертикального ускорения на взлете и без просадки переходить к горизонтальному полету, можно цифирь подправить еще на минимум 10% 3,68 кг/кВт или 0,27 кВт/кг. А если считать, что при этом мтом надо летать безопасно, то соотношение тяговооруженности надо еще подымать... Кстати, надо было еще где-то 7% тяги отбросить на хвостовой винт, ну да фиг с ним..

Взяв фантом, DJI Phantom III, по спекам производителя, батарея на борту 68ВтЧ, максимальное время полета - 23 минуты при массе 1280г (без камеры!).
Взяв простую пропорцию 68/23*60 = 177,4 Вт - получим прожираемую при данном весе мощность.
Или 138,6 Вт/кг.
Хм. Где я накосячил с цифрами?

Так, еще пример, робинзон 44.
260лс (191,2кВт), 1089 кг мтом - 0,176 кВт/кг. Если учесть запас на взлет, на дурака и на хвост - в сумме 27% - то 0,138 кВт/кг.
Что-то всё равно не нравится мне этот результат - рейнольдсы куды смотрят? Или методика подсчета косячна, или я где-то зевнул и не вижу того..

tarasv> Сосники не использует винты малого диаметра, суммарная ометаемая у них заметно больше чем у классики, но за счет взаимного влияния винтов она используется несколько менее эффективно чем при одном винте.
емнис, на 30%.

Димитър> А есть предел диаметра винта, больше которого нельзя сделать из существующих материалов?
Сделать можно сколько угодно.
Но пользоваться вы им как будете?
Вы не забыли, что он вообще-то вес имеет? И что лопасть - это весьма тонкая балка большой длины. Которая вообще-то изгибается под своим весом. Даж не вспоминая, что в шарнире осевом качается.
Поставите концы лопастей на тележки на время раскрутки? )) Или садиться будете только на постамент?
Второй момент - вес винта как мертвый вес конструкции. Который надо с собой носить.
Третий - прочность. Центробежную силу помните? F=mw²*R которая. Отсюда получаем потребную прочность колонки, шарниров, самих лопастей. А это тоже вес, который надо носить с собой.
Четвертый - скорость. Скорость вращения берется оптимальной по 0,75 радиуса лопасти, но при достаточно большом радиусе центральная неработающая часть оказывается неразумно большой.
Пятый - сопротивление на крейсерском режиме. Чем крупнее винт, тем оно больше. При переразмеренном винте может потребоваться бОльшая моща двигла, нежели потребна для подьема данного веса. Тупо чтоб не перегружать двиг. Винт оказывается для двига "тяжелым".

Полл> Центробежная сила, действующая на лопасть, на порядок больше силы тяги с неё.
Полл> Поэтому, если вертолёт не стоит на земле с малыми оборотами, отклонение плоскости винта от его оси несущественно.
Паш, ну так тангенс (или синус) 1/10 возьми и глянь, какой угол получается. Как раз то, что делается для руления по аэродрому

Полл> Сейчас есть вертолеты с жесткими втулками винта без шарнира.
Эластомерный шарнир - это шарнир, а не жесткая втулка.

Bredonosec> Хм. Где я накосячил с цифрами?

С цифрами, вернее арифметикой ИМХО нигде. Косяк методологический. Для Фантома ты взял потребную для крейсерского полета мощность, а для Ми-26 чтото больше похожее на располагаемую взлетную.
С одной стороны с нормальным взлетным Ми-26 вполне летает на одном двигателе в режиме максимала тоесть с энерговооруженностью ~0.17кВт/кг. Для взлета и висения ему понятно нужна большая энерговоруженность. А с другой стороны на полной мощности двигателей Фантом аккум кончится за ~4 минуты. Но я думаю его защита сработает гораздо раньше.